一种便携、可喷涂、高度可塑、弹性且疏水的抗菌纤维伤口敷料，用于感染伤口愈合

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学术背景

伤口感染是全球范围内患者和医疗专业人员面临的重要问题，尤其是在处理严重伤口时，不合适的敷料可能会增加感染风险，延长愈合时间，甚至导致更高的死亡率和经济负担。传统的伤口敷料，如纱布和创可贴，虽然广泛使用，但存在诸多局限性。例如，纱布可能导致过多的血液流失，且限制了手部等部位的活动，而创可贴则缺乏透气性，容易在出汗后导致伤口区域潮湿，增加感染风险。因此，开发一种既能有效防止感染，又具备良好透气性、延展性和防水性的新型伤口敷料成为了当前研究的重点。

近年来，纳米纤维和微纤维膜因其柔软性和优异的变形能力，被认为在伤口修复中具有巨大潜力。然而，传统的静电纺丝技术虽然能够生产纤维敷料，但其复杂的工艺和高电压电场可能会损害生物活性分子的活性。因此，研究人员开始探索其他纤维制备技术，以克服这些限制。

论文来源

本论文由Liangpei Zhang、Yutong Yang、Jiaxin Wang、Hui Zhang、Zhong Zhang和Baolin Guo共同撰写，作者分别来自北京大学、西安交通大学和中国科学技术大学等机构。该研究于2024年发表在《Advanced Fiber Materials》期刊上，题为《A Portable, Sprayable, Highly Malleable, Elastic, and Hydrophobic Antibacterial Fibrous Wound Dressing for Infected Wound Healing》。

研究流程

1. 材料制备

研究人员采用溶液吹纺技术（Solution Blow Spinning）制备了一种基于氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）的纤维膜，并在其中加入了银（Ag）或二氧化钛（TiO2）纳米颗粒以增强其抗菌性能。SEBS是一种热塑性弹性体，具有良好的生物相容性和柔韧性，常用于电子皮肤的生产。研究人员将SEBS溶解在环己烷中，并通过喷枪将其喷涂到伤口表面，形成紧密贴合的纤维膜。

2. 形态与性能表征

通过扫描电子显微镜（SEM）对纤维膜的形态进行了分析，结果显示纤维膜具有良好的纤维结构，且纳米颗粒成功嵌入纤维中。接触角测试表明，SEBS纤维膜具有超疏水性，接触角超过150°。此外，纤维膜还表现出优异的透气性和机械性能，能够适应皮肤的大幅度变形。

3. 抗菌性能测试

研究人员评估了纤维膜对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠杆菌（E. coli）的抗菌效果。结果显示，加入Ag纳米颗粒的SEBS纤维膜对MRSA和E. coli的抑制率分别达到89.3%和82.7%，表现出显著的抗菌效果。

4. 生物相容性测试

通过L929成纤维细胞的体外培养，研究人员评估了纤维膜的生物相容性。结果显示，纤维膜对细胞的生长和增殖没有显著影响，表明其具有良好的生物相容性。

5. 体内伤口愈合实验

研究人员在小鼠背部建立了MRSA感染的皮肤缺损模型，并比较了SEBS纤维膜、SEBS-Ag纤维膜和商用Tegaderm™薄膜的伤口愈合效果。结果显示，SEBS-Ag纤维膜能够显著减少感染，加速伤口闭合，并促进胶原沉积和血管生成，表现出优于其他敷料的治疗效果。

主要结果

  1. 纤维膜制备与形态：通过溶液吹纺技术成功制备了SEBS纤维膜，SEM图像显示纤维结构清晰，纳米颗粒均匀分布在纤维表面。
  2. 疏水性与透气性：SEBS纤维膜具有超疏水性，接触角超过150°，且具有良好的透气性，能够有效防止血液渗透。
  3. 抗菌性能：SEBS-Ag纤维膜对MRSA和E. coli表现出显著的抗菌效果，抑制率分别达到89.3%和82.7%。
  4. 生物相容性：L929成纤维细胞在纤维膜上生长良好，表明纤维膜具有良好的生物相容性。
  5. 体内伤口愈合：在小鼠模型中，SEBS-Ag纤维膜显著加速了MRSA感染伤口的愈合，减少了炎症反应，促进了血管生成和胶原沉积。

结论

本研究通过溶液吹纺技术成功开发了一种新型的SEBS基纤维膜伤口敷料，该敷料具有良好的疏水性、透气性、延展性和抗菌性能。特别是在加入Ag纳米颗粒后，纤维膜对MRSA和E. coli表现出显著的抗菌效果，能够有效加速感染伤口的愈合。该敷料的制备工艺简单，无需高压电场，且能够快速喷涂到伤口表面，具有广泛的应用前景。

研究亮点

  1. 创新的制备技术：采用溶液吹纺技术制备纤维膜，克服了传统静电纺丝技术的局限性，提高了制备效率。
  2. 优异的综合性能：SEBS纤维膜不仅具有超疏水性和良好的透气性，还表现出优异的机械性能和抗菌效果。
  3. 显著的伤口愈合效果：在动物模型中，SEBS-Ag纤维膜显著加速了MRSA感染伤口的愈合，减少了炎症反应，促进了血管生成和胶原沉积。
  4. 广泛的应用前景：该敷料适用于各种类型的伤口，特别是感染性伤口，具有重要的临床应用价值。

其他有价值的信息

研究人员还指出，该纤维膜在过滤性能测试中表现出良好的透气性和过滤效率，能够有效阻挡灰尘和颗粒物，进一步增强了其在伤口敷料中的应用潜力。此外，纤维膜的制备工艺简单，成本低廉，适合大规模生产，有望在未来成为一种广泛应用的伤口敷料。