Janus结构化的Reg/PVA/PAN@TiO2纳米纤维敷料，含有RegIIIγ重组抗菌肽，用于促进伤口愈合

《RSC Advances》：Janus-structured Reg/PVA/PAN@TiO 2 nanofiber dressing containing RegIIIγ recombinant antimicrobial peptides for promoting wound healing

伤口敷料Reg/PVA/PAN@TiO?通过电纺技术实现亲水/疏水双层结构，亲水层（含6% RegIIIγ）缓释抗菌肽并促进细胞增殖，疏水层（含0.2% TiO?）增强物理屏障与透气性。实验显示其抗菌活性（抑制圈33.6mm）优于传统敷料，机械性能（拉伸强度2.5MPa）符合临床需求，生物相容性（L929细胞存活率>80%）通过毒理检测，小鼠模型验证其可加速全层皮肤伤口愈合（14天闭合），减少炎症因子IL-8（降低38.7%），促进IL-10（升高2.1倍）及胶原合成（密度提升52%）。该Janus设计解决了抗菌肽易降解、临床应用受限的问题，为智能伤口敷料开发提供新策略。

　　这项研究提出了一种创新的伤口敷料设计，旨在解决当前临床中对抗微生物肽（AMPs）在治疗感染性伤口时所面临的挑战。传统的伤口护理材料，如含银敷料，虽然在临床中广泛应用，但其长期使用可能导致重金属残留和毒性问题，而抗生素类敷料则可能引发耐药性细菌的出现或产生过敏反应。因此，研究者们转向了天然来源的抗菌肽，这类物质具有较低的分子量、广泛的抗菌谱以及促进细胞增殖和组织修复的能力。然而，抗菌肽在临床应用中仍存在快速降解、半衰期短以及疗效受限等问题。为了解决这些挑战，研究人员开发了一种基于Janus结构的纳米纤维敷料，命名为Reg/PVA/PAN@TiO?，其设计融合了抗菌肽与聚合物材料的优势，以实现对感染性伤口的高效治疗。

该敷料由两层结构组成，内层为具有亲水性的RegIIIγ/聚乙烯醇（PVA）复合层，外层为疏水性的聚丙烯腈（PAN）负载二氧化钛（TiO?）纳米颗粒的层。这种双层设计使得敷料能够同时发挥抗菌和促进伤口愈合的双重功能。亲水层的主要作用是缓慢释放抗菌肽RegIIIγ，从而延长其在体内的有效作用时间，提高治疗效率。而疏水层则为伤口提供物理屏障，防止外部细菌的侵入，同时保持良好的透气性，有助于维持伤口部位的湿润环境，促进细胞迁移和组织修复。通过电纺技术制备的这种Janus结构纳米纤维敷料，不仅在形态学、化学结构和热稳定性方面表现出色，还在抗菌性能、细胞相容性和促进伤口愈合方面取得了显著成果。

RegIIIγ是一种源自小鼠肠道的C型凝集素家族蛋白质，具有广泛的抗菌能力、较低的耐药性发展风险以及调节宿主炎症反应的潜力。其抗菌机制主要依赖于对革兰氏阳性菌细胞壁中肽聚糖的特异性识别，从而破坏细菌结构，杀灭病原体，并形成一个隔离区域，防止毒素与上皮组织的接触。然而，抗菌肽的分子量较小，容易被酶解，导致其在体内的半衰期较短，影响临床疗效。为了解决这一问题，研究人员将RegIIIγ嵌入PVA纳米纤维网络中，形成一种能够缓慢释放抗菌肽的结构，从而提升其生物利用度和治疗效果。

在实验中，研究人员对Reg/PVA/PAN@TiO?敷料的结构和性能进行了全面评估。通过扫描电子显微镜（SEM）分析，发现该敷料具有明显的双层结构，其中亲水层的纤维直径较大，而疏水层的纤维则具有较高的孔隙率和透气性。红外光谱（FTIR）和热重分析（TGA）进一步验证了抗菌肽的物理嵌入以及材料的热稳定性。结果表明，Reg/PVA/PAN@TiO?敷料的抗菌性能显著优于单独使用RegIIIγ或传统敷料，其抗菌范围广泛，能够有效抑制多种病原菌的生长。此外，该敷料在机械性能方面也表现出色，其拉伸强度达到2.5 MPa，远高于普通生物医用Janus水凝胶（通常拉伸强度低于1 MPa），表明其具备良好的物理支撑能力，适用于不同类型的伤口。

在生物相容性测试中，研究人员使用L929成纤维细胞进行了体外实验，评估了敷料对细胞增殖和存活的影响。实验结果显示，Reg/PVA/PAN@TiO?敷料对细胞的毒性极低，细胞存活率超过80%，说明该材料具有良好的生物相容性。此外，通过组织学分析和定量PCR（qPCR）技术，研究人员进一步揭示了该敷料在促进伤口愈合方面的机制。在体外实验中，该敷料能够有效抑制炎症因子IL-8的表达，同时促进IL-10的释放，从而在伤口部位形成一种有利于组织修复的微环境。在体内实验中，使用小鼠模型评估了该敷料的疗效，结果显示其在14天内能够实现伤口完全闭合，并且促进毛发生长，表明其具有良好的组织再生能力。

研究还发现，Reg/PVA/PAN@TiO?敷料能够显著加速全层皮肤缺损的愈合过程，同时减少炎症反应和促进胶原蛋白的合成。与单独使用RegIIIγ的治疗方式相比，该敷料在伤口愈合速度和效果方面表现出明显的优势。这种双层结构的设计使得抗菌肽能够以可控的方式释放，同时避免了传统单一功能敷料无法满足多重需求的缺陷。此外，该敷料的疏水层能够有效防止水分积聚，保持伤口部位的湿润环境，而亲水层则能够提供持续的抗菌作用，从而实现“主动抗菌 + 被动保护”的协同效应。

在生物安全性方面，研究人员通过血液生化指标和器官组织病理学分析，验证了该敷料在体内的安全性。实验结果显示，与对照组相比，使用该敷料的小鼠在肝功能、肾功能和心脏酶指标方面均未出现显著变化，表明其对器官无毒性影响。同时，组织切片分析显示，该敷料未引起任何器官结构异常、炎症反应或组织坏死，进一步证明了其在生物医学应用中的安全性。

这项研究不仅展示了Reg/PVA/PAN@TiO?纳米纤维敷料在抗菌性能和促进伤口愈合方面的卓越表现，还揭示了其在结构设计和材料选择上的创新性。通过Janus结构的优化，该敷料能够同时满足抗菌、机械支撑和生物相容性的多重需求，为感染性伤口的治疗提供了新的思路和解决方案。此外，该研究还强调了抗菌肽在生物医学领域的应用潜力，通过材料工程手段，有效提升了其生物稳定性、利用效率和临床效果，为未来抗菌肽类药物的开发和应用提供了重要的理论基础和技术支持。