含ZnO纳米颗粒与IGF-1的三层多功能伤口敷料：促进全层皮肤损伤修复的高效生物材料

针对单层敷料无法满足临床需求的问题，研究人员通过3D打印和静电纺丝技术构建了含ZnO NPs和IGF-1的三层仿生敷料。该敷料兼具抗菌、促细胞迁移和血管再生功能，大鼠实验显示其显著加速全层伤口愈合（14天完全修复），为皮肤组织工程提供了创新解决方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其损伤修复一直是生物医学领域的重大挑战。全球仅美国每年就有570万人受伤口问题困扰，治疗费用高达200亿美元。传统单层敷料难以同时满足抗菌、促愈合和机械保护等多重需求，而自体移植存在供区创伤和免疫排斥风险。针对这一难题，研究人员开发了一种仿生三层伤口敷料，通过模拟皮肤层级结构实现多功能协同治疗。

研究团队采用3D打印技术制备含海藻酸钠(Alg)、黄蓍胶(TG)和氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)的中层支架，上层为疏水性聚己内酯(PCL)电纺纳米纤维模拟表皮，底层则负载胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的Soluplus?电纺层促进细胞行为。通过扫描电镜(SEM)、FTIR和力学测试表征材料特性，并开展体外抗菌、细胞实验及大鼠全层皮肤缺损模型评估疗效。

3.1 设计与物理表征
3D打印的中层支架呈现规则网格结构，ZnO NPs通过EDS证实均匀分布。PCL上层纤维直径267.75±73.88 nm，接触角90.89°实现疏水屏障；底层Soluplus?/IGF-1纤维直径94.03±28.66 nm，接触角0°确保亲水性。FTIR证实各组分通过氢键稳定结合。

3.2 溶胀率与渗透性
三层敷料溶胀率超200%，显著高于双层敷料(165%)。水蒸气透过率(WVP)达临床要求，7天降解率22.5%。ZnO和IGF-1均呈现缓释特性，7天累积释放率分别达85%和80%。

3.3 力学与抗菌性能
三层敷料展现最优力学性能：拉伸强度0.44±0.07 MPa，杨氏模量1.67±0.24 MPa。对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的抑菌圈直径分别达14.3 mm和13.8 mm，显著优于单层材料。

3.4 细胞行为调控
MTT实验显示三层敷料组L929细胞存活率较对照组提高40%。划痕实验和Transwell迁移模型证实IGF-1促进成纤维细胞迁移，24小时迁移密度增加2.3倍。SEM显示细胞在材料表面完全铺展。

3.6 动物实验验证
大鼠全层皮肤缺损模型中，三层敷料组7天愈合率达80%，14天完全愈合，显著快于双层组(60%)。组织学显示完整表皮再生，毛囊(H.F)和汗腺(Sc.G)等皮肤附属器重建。Masson染色显示胶原密度达正常真皮的95%，CD31⁺和VEGF⁺血管密度较对照组降低67%，提示进入重塑晚期。

该研究通过创新性整合3D打印与静电纺丝技术，首次构建了同时搭载ZnO NPs和IGF-1的三层仿生敷料。其核心突破在于：① 中层ZnO NPs持续释放实现抗菌/抗炎；② 底层IGF-1电纺纤维促进细胞迁移增殖；③ 上层PCL屏障防止感染。临床转化潜力显著，为解决慢性伤口治疗提供了多功能一体化解决方案。论文发表于《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》，为智能敷料设计提供了新范式。