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综述:多糖和蛋白质作为天然聚合物用于电纺伤口敷料:愈合潜力、挑战和交联策略的综述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7
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(编辑推荐)本综述系统探讨了壳聚糖(CS)、透明质酸(HA)、丝素蛋白(SF)等天然聚合物通过静电纺丝(electrospinning)技术制备纳米纤维敷料的研究进展,重点分析了其促进伤口愈合的生物学机制、电纺工艺优化策略及交联(crosslinking)改性方法,为开发兼具生物相容性和机械性能的新型创面修复材料提供了重要参考。
皮肤作为人体最大器官,其修复过程包含止血期、炎症期、增殖期和基质重塑期四个关键阶段。电纺纳米纤维因其类似细胞外基质(ECM)的三维结构,能有效促进细胞粘附、增殖和迁移,为伤口修复提供理想微环境。
标准电纺装置由高压直流电源、注射泵系统、金属喷丝头和导电接收板组成。当聚合物溶液在强电场作用下形成泰勒锥(Taylor cone)后,射流经鞭动不稳定过程拉伸成纳米级纤维,最终沉积形成非织造布结构。该技术具有工艺简单、结构可控等优势。
动物源聚合物如CS、HA、SF和胶原蛋白具有优异的生物活性:CS展现抗菌和促上皮化作用;HA能调节炎症反应;SF提供机械支撑;胶原蛋白促进细胞迁移。植物源聚合物如藻酸盐和玉米醇溶蛋白(zein)则具有良好的吸液性能。但天然聚合物普遍存在机械强度差、热稳定性不足等缺陷。
针对天然聚合物电纺性能差的问题,研究者开发了共混纺丝(如CS/聚乙烯醇体系)、乳液电纺(用于脂溶性药物负载)和同轴电纺(构建核壳结构)等创新方法。通过调节溶液浓度、黏度和导电性等参数,可显著改善纤维形貌和直径分布。
化学交联(如戊二醛处理)、物理交联(紫外辐照)和酶促交联(转谷氨酰胺酶)是增强纳米纤维网络稳定性的主要手段。这些方法通过建立分子间交联键,使纤维支架在水合状态下仍能保持结构完整性,同时维持其生物活性。
智能响应型敷料(如pH/酶触发释药系统)、仿生多级结构设计(模拟皮肤分层)以及结合干细胞技术,将成为天然聚合物电纺敷料的重要发展方向。需重点解决工艺重现性、大规模生产和临床转化等关键问题。
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