含有多功能抗菌肽的电纺纳米纤维敷料，用于加速露骨部位的伤口愈合

《VIEW》：Multifunctional antimicrobial peptide-containing electrospun nanofibrous dressings for accelerating wound healing with exposed bone

本研究开发了一种基于电纺技术的复合纳米纤维仿生敷料（PVB/PCL-TiO?-RegIIIγ），通过负载抗炎抗菌肽RegIIIγ和纳米TiO?增强其性能。实验表明该敷料能显著促进骨外露伤口的肉芽组织生长，加速创面愈合，同时具有优异的生物相容性和抗感染能力，为临床治疗提供新策略。

　　骨暴露伤口的治疗一直是骨科临床中的一个重大挑战。这类伤口通常伴随着局部组织血供不足和难以形成覆盖性肉芽组织，从而导致伤口难以愈合。传统的治疗方法如负压伤口治疗（NPWT）和皮肤移植虽然在某些情况下有效，但面对骨暴露的伤口时，往往无法有效控制感染、促进肉芽组织形成以及实现软组织覆盖。此外，一些人工皮肤材料在抗感染和促进血管生成方面表现有限，无法满足临床需求。因此，开发一种能够同时具备抗菌、抗炎、促进细胞迁移和血管再生等功能的新型敷料成为迫切需要。

本研究中，科学家们采用了一种仿生技术，结合高电压静电纺丝技术，制备了一种包含重组小鼠来源抗菌肽RegIIIγ的复合纳米纤维敷料。这种敷料由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚己内酯（PCL）和纳米二氧化钛（TiO?）组成，命名为PVB/PCL-TiO?-RegIIIγ复合纳米纤维膜。该材料通过模仿暴露骨面的肉芽组织特性，为伤口提供了一个支持细胞生长和组织修复的微环境，从而促进暴露性伤口的愈合。

静电纺丝技术是一种能够制造具有仿生结构的纳米纤维膜的方法，其独特的纤维形态和结构有助于细胞的附着、迁移和生长。通过将抗菌肽RegIIIγ和纳米TiO?负载到PVB/PCL基质中，该复合材料不仅具备良好的抗菌性能，还能有效调节炎症反应，促进血管生成和胶原蛋白沉积。RegIIIγ是一种源自胰腺再生蛋白家族的抗菌肽，具有广谱抗菌活性，且不易产生细菌耐药性。而纳米TiO?则因其优异的亲水性、抗菌自清洁性能、化学稳定性和紫外线防护能力，成为一种理想的抗菌材料。两者结合后，形成的复合敷料在物理性能、生物相容性、抗菌效果和抗炎能力等方面均表现出显著优势。

为了验证该复合敷料的性能，研究者们进行了系统的实验分析。包括对复合纳米纤维膜的形态学、化学结构、结晶度、亲水性、吸水率和降解率等理化性质的检测，以及对材料的生物安全性、细胞毒性和细胞增殖能力的评估。通过扫描电子显微镜（SEM）观察，发现该材料具有均匀的纤维结构，且纤维直径分布集中，有利于细胞附着和生长。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线衍射（XRD）分析表明，材料在负载后未发生显著的化学结构变化或结晶度改变，保持了其原有的物理特性。亲水性测试进一步显示，该复合材料的水接触角低于90度，表明其具有较强的亲水性，有助于伤口的湿润环境维持，从而促进愈合过程。

此外，通过测定复合材料的吸水率和降解率，研究者们发现，随着抗菌肽和纳米TiO?的加入，材料的降解速率有所加快。这一特性有利于在伤口愈合过程中实现药物的持续释放，同时减少对周围组织的二次损伤。同时，该材料在机械性能方面表现出良好的抗拉强度和延展性，使其能够适应伤口的动态变化，防止因机械应力导致的材料破裂或脱落。

在细胞毒性实验中，研究者们使用L929细胞进行评估，发现该材料对细胞的存活率和形态无显著影响，且能够促进细胞的增殖和迁移。这一结果表明，该复合敷料具有良好的生物相容性，能够在体内安全使用。通过免疫荧光染色和实时荧光定量PCR分析，研究者们进一步揭示了该材料在促进肉芽组织形成、血管生成和胶原沉积方面的机制。结果显示，PVB/PCL-TiO?-RegIIIγ复合敷料能够显著提高VEGF和B-FGF的表达水平，从而增强血管生成和成纤维细胞聚集。同时，该材料能够下调促炎因子IL-8的表达，上调抗炎因子IL-10的表达，从而有效调节炎症反应，促进伤口愈合。

在动物实验中，研究人员使用了24只成年Sprague–Dawley（SD）大鼠，模拟骨暴露伤口的愈合过程。通过跟踪伤口面积的变化，研究者们发现，与对照组相比，使用PVB/PCL-TiO?-RegIIIγ复合敷料的大鼠在14天内表现出更快的伤口愈合速度。此外，组织病理学分析显示，该敷料能够促进表皮再生、血管生成和胶原沉积，形成新的肉芽组织，从而实现对骨暴露部位的覆盖。在对重要器官如心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏的组织切片分析中，未发现明显的组织损伤或病理改变，进一步验证了该材料的生物安全性。

综上所述，本研究开发的PVB/PCL-TiO?-RegIIIγ复合纳米纤维敷料在多个方面表现出优异的性能。其仿生结构有助于细胞迁移和生长，抗菌肽和纳米TiO?的结合增强了材料的抗菌和抗炎能力，同时促进了血管生成和胶原沉积。这些特性共同作用，使得该敷料在骨暴露伤口的治疗中展现出良好的应用前景。研究结果不仅为骨暴露伤口的治疗提供了新的思路，也为未来临床实践中的新型敷料研发奠定了基础。未来，研究者们计划进一步评估该材料在对抗耐药菌株方面的抗菌效果，并在更广泛的感染模型中验证其性能。此外，他们还希望探索该材料在其他类型的慢性伤口治疗中的应用潜力，从而拓展其在医学领域的应用范围。