纳米银与碱性成纤维细胞生长因子共载多功能双层敷料促进全层皮肤缺损修复的研究

《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》：A multifunctional bilayer wound dressing co-loaded with nanosilver and bFGF for enhanced skin regeneration: synergistic antibacterial, hemostatic, and angiogenic effects

本研究创新性地通过乳液静电纺丝和真空冷冻干燥技术，构建了上层为PLGA/羊毛角蛋白纳米纤维膜（负载0.2%纳米银和bFGF）、下层为壳聚糖海绵（负载500 ng bFGF）的双层仿生敷料。该敷料具备优异的抗菌性（对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌）、促血管生成、促细胞迁移及止血功能，动物实验证实其能通过协同作用显著加速全层皮肤创面愈合进程，为复杂创面管理提供了新型解决方案。

　　

2.6 Full-thickness skin wound repair

2.6.1 Construction of the full-thickness skin defect model

实验设置了六个组别进行大鼠全层皮肤缺损模型修复评估：a组为空白对照；b组为无药双层敷料；c组为上层共载纳米银和bFGF的双层敷料；d组为上下层均载bFGF的双层敷料；e组为上层载bFGF的双层敷料；f组为上层共载纳米银和bFGF的双层敷料。在大鼠背部制作直径1 cm的全层皮肤缺损创面，覆盖消毒后的双层敷料。

2.6.2 Gross observations and evaluation of the wound healing rate

术后第3、7、14、21天观察创面并拍照。ImageJ软件分析显示，各组创面愈合率随时间推移而增加。第3天时，d组和f组愈合率最高（分别为32.64% ± 2.83% 和 35.28% ± 2.06%）。第7天，f组（共载纳米银和bFGF）愈合率显著领先，达到81.52% ± 2.53%。第14天各组创面基本愈合，第21天完全愈合。结果表明，纳米银与bFGF协同作用能有效加速创面愈合。

2.6.3 Histological examination

苏木精-伊红（HE）染色结果显示：第3天各组均可见炎性细胞浸润。第7天，d组和f组可见大量成纤维细胞和新生毛细血管，炎性细胞显著减少。第14天，d组和f组出现新生毛囊。第21天，各组表皮结构连续完整，出现皮肤附属器，表明修复完成。增殖细胞核抗原（PCNA）免疫组化染色显示，第3天和第7天，f组的PCNA阳性表达面积百分比显著高于其他组，表明纳米银与bFGF联合应用在愈合早期有效促进了细胞增殖。

2.6.4 Western blot

术后第7天的蛋白质印迹（Western Blot）分析显示，PCNA（细胞增殖标志物）和CD34（血管内皮细胞标志物）的表达水平在载bFGF的敷料组（d组和f组）中显著上调。f组的表达水平最高，这与bFGF直接刺激生长因子信号通路（如胶原合成、表皮再生）、促进CD34阳性细胞浸润从而增强血管生成和肉芽组织形成有关，共同加速了创面闭合。

3.4 Repair of full-thickness skin wounds

3.4.1 Gross observations and wound healing rate

大体观察和愈合率统计共同证实，共载纳米银和bFGF的双层敷料（f组）在创面愈合早期（特别是第7天）表现出最快的愈合速率，表明两种活性成分具有协同促进修复的作用。

3.4.2 Histological examination

组织学评估进一步证实了f组的修复优势。早期（第7天）更丰富的成纤维细胞和新生毛细血管，以及中期（第14天）更早出现的新生毛囊，都表明其创造了更优的愈合微环境，促进了组织再生而非单纯瘢痕修复。

3.4.3 Western blot

蛋白质水平分析为功能观察提供了分子证据。f组高表达的PCNA和CD34分别印证了其强大的促进细胞增殖和血管生成的能力，这是加速高质量创面愈合的关键细胞学事件。

4 Discussion

理想的伤口敷料需能有效吸收渗出液、保持湿润环境并加速愈合。本研究制备的多功能双层敷料，其上层的PLGA/羊毛角蛋白纳米纤维膜（疏水性）模拟表皮功能，防止细菌侵入；下层的壳聚糖海绵（亲水性）模拟真皮功能，具有良好的吸液性、止血性和生物相容性。敷料的WVTR为2854 g/(m²·d)，符合理想敷料的要求。

敷料的抗菌性能针对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现良好，并能有效阻止细菌渗透。细胞划痕实验和血管生成实验表明，bFGF的持续释放能显著加速成纤维细胞迁移和血管网络形成。其机理可能与bFGF激活Hedgehog信号通路或Wnt/β-catenin信号通路有关。

动物实验结果表明，纳米银和bFGF的协同作用是加速愈合的关键。bFGF通过促进多种细胞（成纤维细胞、内皮细胞、角质形成细胞）的增殖、分化和迁移，以及调节炎症反应来促进修复。纳米银则不仅提供早期抗菌保护，还能诱导角质形成细胞增殖、迁移，并促进成纤维细胞向肌成纤维细胞分化，有助于创面收缩，同时上调IL-1、IL-6、IL-8等促炎细胞因子表达，启动愈合过程。

与商用敷料Aquacel? Ag Extra相比，本研究制备的共载敷料在动物模型中显示出更优的早期愈合率，这可能得益于bFGF和纳米银的协同增效作用。

5 Conclusion

本研究成功制备了一种上层为PLGA/羊毛角蛋白电纺膜（载0.2%纳米银和bFGF）、下层为壳聚糖海绵（载500 ng bFGF）的多功能双层敷料。该敷料具有疏水/亲水双层结构、高吸液率、合适的保水率和透湿率，能有效防止细菌渗透、具备良好抗菌活性，并可促进细胞迁移、血管生成和凝血。最重要的是，纳米银与bFGF的协同作用显著缩短了全层皮肤缺损的愈合时间，为促进复杂创面高质量修复提供了一种有前景的新型敷料选择。