敷料纤维的平行排列加速伤口愈合

来自新加坡的一组研究人员报告说，通过平行排列由聚己内酯(PCL)和明胶混合物组成的纳米纤维，可以促进伤口愈合，从而开发出一种模拟皮肤的支架。他们的研究最近发表在AdvancedFiberMaterials上。

皮肤受伤时，可能需要一段时间才能愈合，具体取决于受伤程度。存在于皮肤菌群中或来自外部来源的细菌会迁移到受伤部位，并且它们的高度存在会延迟愈合过程。受感染的伤口通常需要数周才能愈合。

新兴的耐多药(MDR)细菌进一步增加了伤口护理的健康负担，并代表了一个主要的医疗保健问题。全世界每年的伤口管理费用高达数十亿美元。此外，延迟的伤口愈合增加了许多人的痛苦和他们的幸福感。

为了加速伤口愈合过程，研究人员制备了一种新型复合敷料。他们使用了两种基本成分——PCL(一种可生物降解的聚酯)和明胶(一种由变性胶原蛋白制成的可生物降解的蛋白质)。他们应用静电纺丝方法制造由PCL/明胶制成的纤维。

然后，他们将一种与皮肤相容的天然聚(氨基酸)聚合物(称为ε-聚赖氨酸)掺入到纤维支架中。研究人员早先已经确定了ε-聚赖氨酸具有优异的广谱抗感染特性。此外，他们还发现ε-聚赖氨酸可增强皮肤细胞——真皮成纤维细胞和角质形成细胞的运动性。

“在纳米纤维支架中添加ε-聚赖氨酸的想法是防止细菌在受伤部位定植。我们利用我们在设计耐用抗菌纳米纤维方面的经验。纳米纤维复合敷料可防止细菌感染并有效加速伤口愈合。这主要是因为静电纺丝材料模仿了天然皮肤的结构和特性，为伤口床提供了合适的微环境，”该研究的主要负责人之一新加坡眼科研究所(SERI)的RajamaniLakshminarayanan博士说。

为了进一步提高支架的机械强度、坚固性和耐用性，研究人员使用一种称为多巴胺盐酸盐的化学物质将纤维支架交联。由这些纤维制成的敷料光滑、连续且无珠粒，其平均直径支持皮肤细胞。此外，纳米纤维垫具有高度亲水性，这对于增强真皮细胞的粘附、极化、迁移和伤口敷料至关重要。

“通过控制静电纺丝系统的转鼓收集器的速度，我们能够调整纤维排列，”博士ErfanRezvaniGhomi先生说。新加坡国立大学(NUS)的学生和该论文的第一作者。

“支架的纤维排列提高了它们的拉伸强度并赋予了亲水性，即创造了一个湿润的环境，这是伤口敷料的一个理想特征，可以吸收过多的伤口液体，从而更好地促进细胞生长、增殖和迁移。”

研究人员使用体外细胞培养系统对不同拓扑的电纺纳米纤维进行了实验。当研究人员将纤维排列成平行拓扑结构时，他们能够增加细胞增殖和细胞沿排列方向的运动，而具有随机拓扑结构的纤维则减缓了细胞运动。

细胞外基质由皮肤细胞通过的纤维结构组成。

“如果我们在受伤组织上创建和应用类似的结构，它将提供有利的微环境，支持细胞运动，从而促进伤口愈合。我们发现应用平行排列的PCL/明胶支架增强细胞迁移将有助于改善治疗结果新加坡南洋理工大学(NTU)助理教授NavinVerma说：)，该研究的主要PI之一。

“目前的工作中使用了一种简单的静电纺丝技术来制造敷料。伤口护理行业正在寻找这种创新的生物工程材料。简单的下一步是为这种高度对齐的纤维材料添加更多功能，例如抗炎属性，”新加坡国立大学的SeeramRamakrishna教授说。

尽管基于水凝胶和其他负载生物活性剂的材料开发了各种用于伤口愈合的敷料，但这些敷料的效率仅限于它们的成分。但是关于结构和地形的生物学影响的一个重要方面研究较少。

SCKundu教授，葡萄牙米尼奥大学欧洲组织工程和再生医学卓越研究所总部的研究协调员和前欧洲研究区主席，生物材料、生物降解物和仿生学研究所，他没有参与研究称，“纤维制造设计将帮助我们改进治疗方法，这将为伤口患者提供更好的益处。在慢性伤口或严重烧伤的情况下，特别需要快速伤口愈合。但需要做更多的研究。”

研究小组强调了当前工作的重要性，他说：“我们的研究为未来的研究提供了一个总体框架，我们正在开始探索机会。我们现在正在寻求将这项技术发展到可以奠定基础的下一阶段寻找处理伤口修复的新方法。”