摘要：近期，四川大学李忠明教授、徐家壮教授将湿度控制静电纺丝技术与冷冻干燥凝固技术相结合，开发了一种用于慢性伤口愈合的多功能静电纺丝纤维海绵（EFS）。相关研究成果以“Multifunctional Electrospun Fiber Sponge for Hemo

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四川大学李忠明教授&徐家壮教授《Small》：多功能静电纺纤维海绵，用于止血和感染伤口愈合

静电纺丝在制造伤口敷料方面具有很大的优势。然而，构建3D 纤维敷料是一项挑战。

近期，四川大学李忠明教授、徐家壮教授将湿度控制静电纺丝技术与冷冻干燥凝固技术相结合，开发了一种用于慢性伤口愈合的多功能静电纺丝纤维海绵（EFS）。相关研究成果以“Multifunctional Electrospun Fiber Sponge for Hemostasis and Infected Wound Healing”为题目，发表在期刊《Small》上。

图1 多功能静电纺丝纤维海绵的制备及应用示意图。A） CC@EFS制备过程和相应的微观结构演变示意图。B） 将具有多功能特性的 CC@EFS 应用于感染伤口愈合和皮肤重建。

水分诱导的相分离触发聚乳酸静电纺丝纤维自发卷曲堆叠，形成独特的蓬松结构，使EFS具有优异的吸水和吸血止血性能。随后的冷冻干燥进一步提高了EFS的形状稳定性和压缩弹性。与电纺丝膜相比，负载药物（姜黄素和盐酸环丙沙星）的EFS （CC@EFS）具有优越的抗菌和抗氧化能力，这是由于其高孔隙率促进了治疗药物的有效释放。体内实验表明CC@EFS通过杀死细菌、减轻炎症和促进血管生成显著加速感染伤口愈合。总的来说，这项工作为工程创新的3D伤口敷料改善伤口管理铺平了一条可行的道路。

图2 EFS 的形态和结构。A） EFS 和 B） EFM 的 CLSM 和 SEM 图像。C） FTIR 光谱。D） 体积密度。E） 孔隙率。F） 吸水率。

图3 EFS 加工参数调节和特性。A）湿度对 EFS 宏观形态的影响以及相应相对湿度下纺丝溶液的变化。B）利用冷冻干燥固化 EFS 的必要性。C）SEM 图，D）体积密度，E） 孔隙率，以及 F）由不同 DCM/DMA 比率的混合溶剂制备的 EFS 的吸水率。G）EFM 和 H）EFS 在加载-卸载试验下的循环压缩性能。

图4：体外生物学特性评价。A）CU 从具有相同样品面积和相同样品重量的CC@EFM和CC@EFS中累积释放。B）针对金黄色葡萄球菌的抑制环的数字图像和直径。C）菌落照片和 D）用 CC@EFM 和 CC@EFS 处理后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的细菌杀灭率。E）用 CC@EFM 和 CC@EFS 处理的金黄色葡萄球菌的活/死染色图像。F）CC@EFM 和 CC@EFS 的 DPPH 自由基清除率。G）DPPH 溶液在 450–600 nm 处的吸光度。

图5：CC@EFS的体外生物相容性和止血特性。A）与样品的不同时间提取物共孵育 1 天后 L929 细胞活力的 MTT 测试。B）溶血率和图像。C）血红蛋白捕获率和相关图像。D）血液吸收率。E）说明大鼠尾截肢模型中样品止血能力的序列图像。F）失血量统计分析。

图6：体内伤口再生评估。A）动物实验的时间表示意图。B）代表性图像，以及 C）第 0 、 3、 7 和 14 天伤口的示踪剂分析和定量闭合数据。D）第 7 天和第 14 天的 H&E 染色。E）第 14 天的 Masson 三色染色和局部放大。F）宽度，G）肉芽组织厚度，以及 H） 伤口的再上皮化厚度。

图7.体内伤口免疫荧光染色分析。A）第 7 天 TNF-α（红色）/IL-6（红色）和第 14 天 CD31（绿色）/VEGF（绿色）的免疫荧光染色图像。B）TNF-α、C）IL-6、D）CD31 和 E）VEGF 的相对表达水平。

综上所述，该研究将控湿静电纺丝与冻干凝固相结合，制备了一种用于感染皮肤再生的高级伤口敷料——静电纺纤维海绵。优化后的海绵具有良好的吸水率和形状稳定性。通过加入CU和CIP，得到的CC@EFS具有优异的抗菌和清除ROS的能力，因为CC@EFS的高孔隙率为药物释放提供了充足的交换空间。此外，独特的蓬松形态增强了体外和体内的止血作用。CC@EFS有效地加速上皮形成，刺激胶原沉积，并通过根除致病菌和抑制炎症反应促进血管生成。这项工作为海绵敷料的制造提供了一种新颖而高效的策略，具有对抗伤口感染和加速伤口愈合的巨大潜力。

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来源：老吴说科学