基于Ti3C2 MXene衍生钛酸钠纳米带与稀土金属氧化物纳米复合物的无酶电化学传感器高灵敏检测对氧磷

针对电纺纳米纤维在生物医学应用中机械强度不足和表面性能欠佳的问题，研究人员系统探讨了冷大气等离子体(CAP)表面改性技术。通过优化等离子体处理参数，显著提升了纳米纤维的表面润湿性、细胞粘附性和抗菌活性，为创面修复提供了新型功能化敷料解决方案，推动了纳米纤维从实验室向临床应用的转化。

　　

在生物医学领域，模仿细胞外基质结构的电纺纳米纤维已成为创面修复的理想支架材料。然而这些纤维面临两大技术瓶颈：机械强度不足易导致结构坍塌，表面疏水性阻碍细胞粘附。更棘手的是，传统灭菌方法会损伤纤维结构，而常规表面改性技术往往难以兼顾处理深度与材料完整性。这些缺陷严重制约着纳米纤维敷料的临床转化。

针对上述挑战，研究人员创新性地将冷大气等离子体(CAP)技术引入纳米纤维改性领域。这种非接触式处理能在室温下实现表面功能化，既避免了热损伤，又通过活性粒子轰击在纤维表面引入羧基、氨基等极性基团。实验证实，经氦气/氧气混合等离子体处理的聚己内酯(PCL)纳米纤维，接触角从128°降至35°，人成纤维细胞粘附率提升3倍。更令人振奋的是，等离子体处理后的载银纳米纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径扩大40%，同时通过调控纤维表面微孔结构实现了布洛芬的缓释效果。

关键技术包括：1）多针头静电纺丝制备三维纳米纤维支架；2）介质阻挡放电(DBD)等离子体系统进行表面处理；3）X射线光电子能谱(XPS)分析表面化学组成；4）体外细胞培养评估生物相容性；5）动物模型验证创面愈合效果。

【电纺纳米纤维的结构优势】

通过对比不同制备技术，证实电纺纤维具有0.5-1.2μm的可调直径和85%以上的孔隙率，其三维网络结构能有效模拟天然细胞外基质。特别是采用同轴电纺技术制备的壳聚糖/明胶核壳纤维，展现出优异的力学性能（弹性模量达12MPa）和降解可控性。

【等离子体作用机制】

DBD等离子体处理在纳秒级时间内使纤维表面产生纳米级刻蚀，粗糙度(Ra)从25nm增至110nm。XPS检测到C=O键含量增加21.7%，N/C原子比提高0.08，这些化学变化显著增强了蛋白质吸附能力。值得注意的是，处理时间超过180秒会导致纤维直径减小15%，提示需要精确控制处理参数。

【生物医学性能提升】

等离子体处理使血管内皮生长因子(VEGF)在纤维表面的固定量提升2.3倍，加速了糖尿病大鼠创面的血管新生。临床前试验显示，处理组创面闭合时间比对照组缩短7天，胶原沉积量增加60%，且未观察到明显的炎症反应。

该研究建立了等离子体处理参数（功率30-50W，时间90-120秒，工作距离5cm）与纳米纤维性能的量化关系模型。这种绿色改性技术不仅解决了传统方法的环境污染问题，其"表面改性-本体保留"的特性更为创面敷料的工业化生产提供了新思路。特别值得注意的是，等离子体诱导的表面自由基能维持28天活性，为开发长效抗菌敷料奠定了基础。未来研究应聚焦于大气压等离子体射流(APPJ)等连续化处理装置的开发，以推动该技术向临床规模化应用迈进。