未经处理玫瑰果(Rosehip)粉/聚乳酸(Poly(Lactic Acid), PLA)/聚(3-羟基丁酸-共-4-羟基丁酸)(Poly(3-Hydroxybutyrate-Co-4-Hydroxybutyrate), P(3HB-co-4HB))电纺膜用于创面敷料的应用研究

《Biopolymers》：Untreated Rosehip Powder/Poly(Lactic Acid)/Poly(3-Hydroxybutyrate-Co-4-Hydroxybutyrate) Electrospun Mats for Wound Dressing Applications

　　

本研究考察了将未经处理的玫瑰果(RoHi)粉直接掺入电纺聚乳酸(PLA)/聚(3-羟基丁酸-共-4-羟基丁酸)(P(3HB-co-4HB))(70/30, w/w)共混物中对所得纳米纤维膜的结构、形貌、力学、润湿性及生物学性能的影响。纯纳米纤维的平均纤维直径为776 nm，而添加RoHi后纤维直径范围为468 nm(含1% RoHi)至1496 nm(含5% RoHi)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实RoHi的特征官能团保留在聚合物基体中且未发生化学反应。水接触角由纯膜的136.45°降至含5% RoHi纳米纤维的116.11°，导致液体吸附率由1.49%升至249.38%。细胞毒性结果显示所有样品均具生物相容性，含1% RoHi纳米纤维细胞活力最高(148.91%)。体外划痕实验显示含RoHi纳米纤维促进成纤维细胞迁移，尤以最初24 h内显著，3%和5% RoHi含量下创面闭合最快。DPPH分析显示抗氧化活性由27.68%增至63.84%，而对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)未检测到抗菌活性。综上，RoHi掺杂纳米纤维因具抗氧化活性及促伤口愈合性能，在慢性创面敷料领域具应用潜力。

未经处理玫瑰果粉/PLA/P(3HB-co-4HB)电纺纳米纤维膜作为创面敷料的研究解读

该研究发表于《Biopolymers》。皮肤是人体最大的器官，慢性创面因活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)水平过高及抗氧化能力不足导致愈合延迟，理想敷料需维持湿润平衡、吸收渗出液并促进细胞迁移。聚乳酸(PLA)生物相容性好但质脆，聚(3-羟基丁酸-共-4-羟基丁酸)(P(3HB-co-4HB))具柔性，二者以70/30(w/w)共混可兼顾力学与加工性，此前未见该比例共混物用于电纺创面敷料。玫瑰果(Rosehip, RoHi)富含黄酮类、维生素C及酚类化合物，具抗氧化性，既往多以溶剂提取后负载，本研究首次将未经处理的RoHi粉末直接掺入聚合物溶液电纺，规避溶剂提取的热/化学降解及废弃物问题，旨在评价其作为慢性创面敷料的适用性。

研究人员采用的主要关键技术方法如下：以氯仿(CF)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(18:2, v/v)为溶剂配制10%(w/v) PLA/P(3HB-co-4HB)(70/30, w/w)溶液，按总固形物质量分数添加0(对照)、0.5%、1%、3%、5%过125 μm筛的未经处理RoHi粉末，磁力搅拌后经静电纺丝(电压15 kV，流速3 mL/h，接收距离15 cm，21-G针头)制得纳米纤维膜(Raw-NA、0.5RoHi、1RoHi、3RoHi、5RoHi)。通过扫描电子显微镜(SEM)结合ImageJ测纤维直径(n=50)；傅里叶变换红外光谱(FTIR, 650–4000 cm^?1)分析分子间作用；接触角仪(座滴法, 5 μL水)测表面润湿性(n=5)；按EDANA 10.3.99标准测液体吸附率(Liquid Absorption Capacity, LAC)；提取物法结合WST-8法以L929小鼠成纤维细胞测细胞毒性/细胞活力(n=3)；体外划痕(Scratch)实验评估成纤维细胞迁移及创面闭合率；DPPH自由基清除实验测抗氧化活性；AATCC 100平板计数法与改良Kirby-Bauer纸片扩散法测对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853)的抗菌性；PBS中测活性物质体外释放动力学(n=290 nm波长)。

3.1 SEM Micrographs and Diameter Measurements of Rosehip-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜的SEM显微照片及直径测量）

SEM显示纯Raw-NA纳米纤维(直径776 nm)局部有珠状结构。添加RoHi后形貌变化：0.5RoHi珠减少、直径增至1310 nm(溶液黏度升高改善可纺性)；1RoHi直径细化为468 nm且珠增多(颗粒扰动射流引发Rayleigh–Taylor失稳)；3RoHi直径690 nm、珠略多于Raw-NA(部分颗粒团聚致局部射流不稳)；5RoHi直径最粗(1496 nm)且珠最少(高黏度抑制失稳但限制射流拉伸)。表明天然粉末添加剂比例调控电纺射流稳定性与纤维形态。

3.2 FTIR Spectrum of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜的FTIR谱图）

RoHi粉末在3290 cm^?1(O–H伸缩)、1618 cm^?1(芳香环C=C)、1444 cm^?1(C–OH)、1025 cm^?1(C–O)具特征峰；聚合物在2993/2945 cm^?1(–CH₃)、1746–1739 cm^?1(C=O酯)有特征峰。随RoHi增加，C=O峰微移至1746 cm^?1并宽化，提示RoHi中羟基与聚酯羰基形成弱氢键(物理相互作用)，无新共价键生成，RoHi特征官能团完好保留于基体中。

3.3 Contact Angle Measurements of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜接触角测量）

纯膜接触角136.45°(强疏水，源于多孔粗糙结构及PLA主导)。RoHi添加使接触角递减：0.5%→131.14°，1%→125.18°，3%→119.31°，5%→116.11°。归因于RoHi中多酚及亲水基团增强表面与水相互作用，膜仍保持疏水性但亲水性提高。

3.4 Liquid Absorbance Capacity of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜液体吸附能力）

纯膜LAC仅1.49%；0.5%和1% RoHi分别升至18.82%和34.73%；3% RoHi达176.25%；5% RoHi达249.38%。亲水基团增多及孔隙变化共同提升吸水/渗液能力，3%和5%样品达慢性创面敷料临床可接受范围(100%–900%)，利于吸收过量渗出液并维持湿润微环境。

3.5 Cell Viability of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜细胞活力）

L929细胞培养24 h后，Raw-NA细胞活力126.16%；各RoHi组均高于对照，1RoHi最高(148.91%)，0.5RoHi为131.47%，3RoHi为130.65%，5RoHi略降至116.62%但仍>70%(ISO 10993-5标准)。RoHi中维生素C及多酚刺激成纤维细胞增殖，5%组因纤维粗化微降黏附但无毒性，全系样品符合生物相容性要求。

3.6 Wound Healing Performance of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜伤口愈合性能）

体外划痕实验：24 h剩余创面宽度Raw-NA为42.93%，0.5RoHi 41.52%，1RoHi 40.34%，3RoHi 35.47%，5RoHi 32.23%(即迁移最快)；Raw-NA 72 h完全闭合，含RoHi组多48 h内完全闭合。虽1RoHi细胞活力最高，但高RoHi含量(3%、5%)更能促进细胞迁移，推测源于维生素C和多酚激活PI3K/Akt及MAPK等迁移相关信号通路。

3.7 In Vitro Release Kinetics Behavior of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜体外释放动力学行为）

活性物质累积释放呈剂量依赖性，24 h对照组22.30 μg/mL，5RoHi达184.56 μg/mL。均呈双相释放：前6 h快速突释(5RoHi首小时即122.15 μg/mL，源自近表面成分快速溶出及疏水性降低)，6 h后平缓持续释放(基质内包埋成分受控扩散)。该模式利于早期清除ROS、后期持续支持愈合。

3.8 Antioxidant Activity of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜抗氧化活性）

DPPH自由基清除率：Raw-NA 27.68%(本底)，0.5% RoHi 44.64%，1% RoHi 52.62%，3% RoHi 60.85%，5% RoHi 63.84%。与释放浓度正相关，3%–5%趋近饱和，证实RoHi酚类及抗坏血酸具电子/氢供体能力，未处理粉末仍保有显著抗氧化潜力。

3.9 Antibacterial Effectiveness of RoHi-Added Mats（含玫瑰果纳米纤维膜抗菌有效性）

AATCC 100定量及纸片扩散法均显示，对各测试菌无显著抑菌圈及菌落减少(Reduction %不显著)，仅1RoHi极微弱间隙。原因为RoHi粉末在聚合物中包埋、水溶性差致释放浓度低于最小抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration, MIC)，且颗粒团聚阻碍扩散。建议后续采用提取物或同轴电纺改善抗菌表现。

总结与结论(Conclusion)部分翻译总结

研究人员首次将未处理RoHi粉末按梯度掺入PLA/P(3HB-co-4HB)(70/30, w/w)共混物电纺制膜并系统表征。RoHi粉末影响射流稳定性与纤维形貌；FTIR证实RoHi特征基团保留且无化学作用，仅存弱氢键；接触角随RoHi增加而降，液体吸附率显著提升(3%、5%组具临床适用渗出液管理能力)；所有组细胞活力>70%符合ISO 10993-5，1% RoHi组促增殖最强；划痕实验证实体促 fibroblast 迁移，高RoHi含量加速创面闭合；DPPH抗氧化活性随RoHi含量升高至63.84%；未检出针对S. aureus及P. aeruginosa的抗菌活性(因粉末包埋释放不足低于MIC)。该未处理玫瑰果粉/PLA/P(3HB-co-4HB)电纺膜凭借高渗液吸收、抗氧化及促成纤维细胞迁移特性，在需管理渗出及抵御氧化应激的慢性创面敷料中具应用前景；未来建议补充模拟渗出环境下的力学性能评估(ASTM D882)。