南工大陈苏团队《AHM》：静电纺丝-反响涂膜技能制备肉感人工皮肤新效果

作者：爱游戏官网app登录入口  时间:2024-04-03 17:38:02

  皮肤作为人类外在的维护屏障，在维护身体免受疾病和意外损伤方面发挥着及其重要的效果。因为皮肤杂乱的创伤修正进程和微环境，创伤修正与再生是安排工程的研讨要点，亦是全球生命健康范畴的难题。因而，开发人工皮肤新资料创立细胞增殖的微环境以加速创伤愈合是安排工程范畴的前沿课题之一。现在，虽然人工皮肤资料，如猪皮、“软湿”水凝胶、纳米纤维支架资料等已有报导，然而在微环境的调控以及肉感人工皮肤制备方面仍然是应战。

  针对上述应战，南京工业大学化工学院、资料化学工程国家要点实验室陈苏教授，立异性地结合静电纺丝与原位反响成膜办法将纳米纤维与凝胶复合，构筑了凝胶负载的纳米纤维肉感人工皮肤资料，该皮肤为加速创伤愈合供给了杰出的微环境。首要，选用静电纺丝技能制备了疏水亲水的PCL/PCL-PCE（PCL=聚己内酯，PCE =聚柠檬酸-co-聚赖氨酸）双层纤维膜，然后在疏水的PCL纤维膜外表原位反响构成亲水的凝胶层，然后获得了凝胶负载疏亲水纳米纤维人工皮肤资料。它不只是具有水凝胶和纳米纤维的透气性好、机械强度高、抗菌功能好、相容性好等长处，并且在外观、质地、功用等方面与实在皮肤相媲美。该水凝胶负载的疏水-亲水纳米纤维具有吸水-传输才能，即内层水凝胶层有利于吸水，而疏水(中间层)-亲水(外层)纳米纤维支架构成泵效应，利于水传输。因而，该肉感人工皮肤具有体液管理才能，能够在创面处树立杰出的微环境，大大加速创面愈合。该作业提出了一种静电纺丝-反响涂膜办法，能够准确完成成分操控与微结构调控，为微环境适合、功用优胜的肉感人工皮肤拓荒了新的途径。这项研讨效果于近来宣布在世界重要刊物《AdvancedHealthcare Materials》上(Robust Gradient Hydrogel-Loaded Nanofiber Fleshy Artificial Skin via A Coupled Microfluidic Electrospinning-Reactive Coating Strategy,Advanced HealthcareMaterials, 2023, DOI: 10.1002/adhm.202304321 )。南京工业大学副教授李晴为榜首作者。南京工业大学陈苏教授为通讯作者。

  该课题得到了国家自然科学基金面上项目、江苏省高校优势学科建设工程等基金的赞助和支撑。

  图1. 肉感皮肤制备与使用示意图。(a) GA-CMCS水凝胶制备道路示意图。(b) 静电纺丝-反响涂膜办法制备水凝胶负载的亲水-疏水纳米纤维支架示意图。(c) 创伤愈合进程的示意图。

  图2.水凝胶负载纳米纤维支架的表征。(a) 负载水凝胶的纳米纤维支架的SEM图画和荧光图画。(b) 外层亲水性PCL-PCE层、疏水性PCL层和内层水凝胶层的微观结构。(c)水凝胶在各种基材上的粘附功能。(d) 相片显现与实在皮肤适当的肉质特征和厚度 (GA含量为5wt %)。PCL-PCE/PCL纳米纤维层和水凝胶负载纳米纤维支架资料：(e)吸水才能，(f) 透气性，(g) 机械强度。

  图3. 水凝胶负载纳米纤维支架的吸收传输特性。(a) 水在纤维膜和凝胶层上的分散相片。(b) 水凝胶负载的纳米纤维支架从内层到外层的单向水传输特性。(c) 从凝胶层到纤维层的水传输相片。(d) 水传输机制示意图。疏水纳米纤维基质的毛细力(Fc)阻挠液滴并按捺其湿润(左图)。凝胶基纳米纤维网络的毛细力(Fc)和润湿力(Fw)答应液滴经过多个接触点传输(右图)。

  图4. 水凝胶负载纳米纤维支架的抗菌功能和生物相容性。(a) GA和EPL的抗菌机制示意图。(b) 两层PCL-PCE/PCL和水凝胶负载的纳米纤维支架(GA含量分别为1、3、5 wt%)孵育后金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的扫描电镜图。标尺尺度为1.2 μm。(c) 四种不同样品中活细胞/死细胞的荧光图画。标尺尺度为80 μm。(d) 不同样品孵育24 h后的细胞活性。数据以平均值±SD表明。条形图表明标准误差，n = 3

  图5. 小老鼠创伤愈合剖析。(a) 左图：PBS、单层PCL和PCL-PCE纳米纤维层、PCL/PCE-PCL纳米纤维双层支架、水凝胶和三层水凝胶纳米纤维支架处理创伤0，5，9和14天的相片(比例尺= 1mm)。右图：创伤愈合进程随时刻的可视化图画。蓝色:0天，绿色:5天，粉色:9天，赤色:14天。(b)六组创面巨细与时刻的定量剖析。数据以平均值±SD表明。条形图表明标准误差，n = 3。(c) 水凝胶负载纳米纤维与商业创伤敷料的创伤闭合率比照。(d) 六组肉芽成长的显微镜图画。(e) 六组肉芽成长厚度定量剖析。数据以平均值±SD表明。条形图表明标准误差，n = 3。

  图6. 愈合进程安排剖析。(a-d) PBS、单层PCL和PCL-PCE纳米纤维层、PCL/PCE-PCL纳米纤维双层、水凝胶和三层水凝胶负载的纳米纤维支架处理创伤的光学相片。(a) HE染色，(b) CD68染色，(c) α-润滑染色，(d) Masson染色。图b-d中的比例尺为20 μm。(e) m2型巨噬细胞数量定量剖析。(f) 血管数量的定量剖析。数据以平均值±SD表明。条形图表明标准误差，n = 3。

  图7. 左：微流体静电涂膜纺丝机（南京捷纳思新资料有限公司与南京贝耳年代科技有限公司联合研发）；右：肉感人工皮肤。

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