硼纳米颗粒掺杂PVA复合纳米纤维的制备及其在创面修复中的多功能应用研究

为解决传统硼源化学杂质限制及提升聚乙醇胺(PVA)纳米纤维在生物医学领域的适用性，研究人员通过静电纺丝技术成功制备硼(B)纳米颗粒掺杂的PVA复合纳米纤维。研究表明，该材料具有均匀分散的纳米结构(平均直径185.52±38.86 nm)、增强的热稳定性(TGA分析)及显著抗菌活性(对E. coli抑制达13.90 mm)，同时MTT实验证实其细胞相容性达99.2%。该研究为开发多功能伤口敷料提供了新策略。

　　

在生物医学材料领域，开发兼具抗菌性、生物相容性和机械性能的创面敷料一直是研究热点。传统含硼材料如硼酸虽具有抗菌特性，但其化学杂质可能影响生物安全性。聚乙醇胺(PVA)因其优异的生物相容性和可加工性常被用作基材，但单纯PVA纳米纤维的功能局限性促使研究者探索纳米掺杂策略。现有研究多聚焦银(Ag)、氧化锌(ZnO)等纳米颗粒，而硼(B)纳米颗粒因其独特的促细胞增殖和骨再生潜力逐渐受到关注，但其在PVA复合纤维中的应用仍存在分散性和稳定性挑战。

针对这些问题，Yildiz Technical University的Nilüfer Evcimen Duygulu团队通过静电纺丝技术制备了硼纳米颗粒掺杂的PVA复合纳米纤维，并系统评估其理化特性与生物功能。研究通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)证实了纳米颗粒的均匀分散，X射线衍射(XRD)揭示了菱形晶型硼的存在。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)显示分子间相互作用增强，热重分析(TGA)证明材料热稳定性提升。生物学实验表明，该材料对大肠杆菌(E. coli)、金黄色葡萄球菌(S. aureus)和白色念珠菌(C. albicans)具有显著抑制效果，同时MTT法显示其细胞相容性高达99.2%。该成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》，为开发新型多功能伤口敷料提供了实验依据。

研究采用静电纺丝技术制备PVA/B复合纤维，通过SEM、TEM、XRD、FT-IR和TGA进行表征，并开展抗菌实验（采用抑菌圈法）和细胞相容性测试（MTT法）。样本来源于商业购买的纳米硼颗粒（纯度99.55%）。

Morphological investigation of B nanoparticle, PVA and PVA/B composite nanofibers
TEM显示硼纳米颗粒呈球形，平均粒径88.76±20.82 nm；SEM证实复合纤维直径185.52±38.86 nm，且随纺丝流速增加纤维直径增大。

Structural and thermal characterization
XRD证实菱形晶型硼的存在，FT-IR发现B-OH键形成；TGA显示1 wt% B掺杂使材料分解温度提高约20°C。

Antibacterial activity and biocompatibility
抑菌圈实验显示对E. coli、S. aureus和C. albicans的抑制直径分别为13.90 mm、6.34 mm和21.30 mm；MTT实验显示L929细胞存活率达99.2%。

该研究成功将硼纳米颗粒整合至PVA纳米纤维中，解决了传统硼酸杂质的局限性。材料兼具抗菌性、生物相容性和热稳定性，其促血管生成和骨再生的潜力（通过B-OH键形成实现）为创面修复和骨组织工程提供了新思路。研究通过优化静电纺丝参数（流速1 mL/h，电压9 kV）为规模化生产奠定基础，但未来需进一步探索长期体内生物安全性和临床转化路径。