La3+修饰的铈基A型夹层多金属氧酸盐与Cu2+衍生物构建的二维框架材料的合成、表征及催化应用

为解决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，研究人员通过冷大气等离子体(CAP)技术对纳米纤维进行表面功能化改造。研究表明，CAP处理可显著提升纤维表面润湿性、细胞粘附性和抗菌活性，同时实现药物控释，为先进伤口护理提供了创新解决方案。该研究为电纺与等离子体技术的协同应用提供了系统性优化框架。

　　

在生物医学领域，电纺纳米纤维因其与细胞外基质(ECM)相似的结构特征和优异的载药能力，被视为伤口敷料的理想候选材料。然而，这些纤维材料在实际应用中面临两大瓶颈：一是机械性能脆弱导致结构易损，二是表面特性难以精确调控影响细胞行为。传统表面改性方法往往存在处理不均匀、破坏本体结构或引入化学残留等缺陷，严重制约了临床转化。

为突破这些限制，研究人员创新性地将冷大气等离子体(CAP)技术引入电纺纳米纤维的表面工程领域。这种非接触式处理技术能在保持纤维本体性能的前提下，通过调控气体成分、放电功率和处理时间等参数，实现对表面化学特性的精准调控。研究发现，经CAP处理的纳米纤维展现出多重性能提升：表面润湿性改善促进细胞贴附，等离子体诱导的活性基团增强抗菌功能，表面粗糙度变化优化了药物释放动力学。这些协同效应使材料特别适用于慢性伤口等复杂创面的治疗。

研究采用的关键技术包括：1）高压静电纺丝制备纳米纤维支架；2）非平衡冷等离子体处理系统进行表面活化；3）体外细胞培养评估生物相容性；4）动物模型验证伤口愈合效果。通过系统比较不同处理参数下纤维的理化性质与生物学性能，建立了工艺-结构-功能的对应关系。

【研究结果】

1. 电纺技术：成功制备出直径可控的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米纤维，其三维多孔结构（孔隙率>85%）有效模拟了天然ECM的拓扑特征。

2. 表面改性技术：氦气/氧气混合等离子体处理使纤维表面氧含量增加32%，接触角从128°降至25°，显著改善亲水性。

3. 等离子体处理：CAP处理在纳米级尺度引入胺基(-NH₂)和羧基(-COOH)，促进成纤维细胞增殖率提升2.4倍，同时对金黄色葡萄球菌的抑制率达到99%。

4. 药物控释：等离子体处理的载药纤维展现pH响应释放特性，在伤口微酸性环境(pH 5.5)中的药物释放量比生理条件(pH 7.4)高68%。

【结论与意义】

该研究证实CAP处理是提升电纺纳米纤维临床性能的有效策略，其优势体现在：① 处理过程绿色环保，不产生有机溶剂残留；② 表面改性仅发生在纳米级深度，不影响本体力学性能；③ 可同步实现灭菌和功能化，简化生产工艺。通过建立等离子体参数-表面特性-生物效应的关联模型，为设计新一代智能伤口敷料提供了理论依据。论文发表在《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》，其创新点在于首次将稀土金属修饰的多金属氧酸盐(POM)与过渡金属离子协同组装，构建出具有催化活性的二维框架材料，为开发兼具抗菌和促愈合功能的复合敷料开辟了新途径。