纳米纤维涂层绷带可抵抗感染并帮助愈合伤口 - 物理世界

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds-physics-world-2.jpg" data-caption="利用生物活性 Tamer Uyar（左）、Mohsen Alishahi 及其同事正在使用植物化合物指甲花松来制造纳米纤维涂层棉绷带，以对抗感染并帮助伤口更快愈合。 （由达西·罗斯/康奈尔大学提供）”>

伤口愈合是一个复杂的过程，是一个重要的医疗保健挑战。大多数用于伤口的医用敷料都是由棉纱布制成的，它具有生物相容性、透气性、吸水性和柔软性，但不能促进愈合或抵抗感染。我们需要的是一种智能敷料，可以帮助加速愈合过程，同时主动对抗感染。

的研究团队 美国康奈尔大学 正在应对这一挑战，通过在棉质敷料上涂上一层生物活性纳米纤维来提高棉质敷料的性能。纳米纤维利用了指甲花散的抗氧化、抗炎和抗菌特性，指甲花散是一种在指甲花叶中大量存在的植物化合物。

Lawsone 的治疗特性使其成为伤口处理的一个有趣的候选者，但其有限的溶解度使其难以融入敷料中。相反，研究人员使用环糊精（由淀粉生产的天然低聚糖）来创建包合物，将指甲花酮分子结合在内部。这一过程提高了指甲花松的溶解度、稳定性和生物利用度，并可能增加其治疗效果。至关重要的是，环糊精与静电纺丝兼容，使其适合在棉基材上形成纳米纤维涂层。

“长期过度使用高浓度合成抗生素导致多重耐药微生物致命流行的增加，”说 塔梅尔·乌亚尔纳米纤维和纳米纺织品实验室主任在新闻声明中。 “使用天然有效的抗菌剂（例如指甲花）可以作为合成抗菌剂的替代品。”

生物活性剂

Uyar 及其同事使用两种环糊精（HP-β-CD 和 HP-γ-CD）来制备 CD/lawsone 比例为 2:1 和 4:1 M 的包合物。然后，他们采用静电纺丝技术来制造 CD/lawsone 纳米纤维网平均纤维直径约为300-700 nm。

促进愈合的一种有价值的方法是减少伤口微环境中的氧化应激。该团队使用 DPPH 自由基清除技术研究了纳米纤维的抗氧化特性。该 DPPH 测试包括将纳米纤维网混合到蒸馏水中，添加甲醇 DPPH 溶液，然后使用紫外可见光谱来测量 DPPH 吸收随时间的减少。

具有 2:1 M CD/指甲花酮比例的纳米纤维显示出更高的抗氧化活性（由于指甲花酮含量更高），而 HP-β-CD 比 HP-γ-CD 显示出更高的活性。对于 HP-β-CD/lawsone 20:1 纳米纤维，抗氧化活性随着时间的推移而增加，从 65 小时的约 24% 上升到 2 小时的约 1%。

研究人员指出，纳米纤维样品比纯指甲花素表现出明显更高的抗氧化活性，因此具有更快伤口愈合的潜力。他们将此归因于 CD 内含物带来的溶解度增加以及纳米纤维网的高表面积与体积比。

除了促进伤口愈合外，智能敷料还应有助于预防和根除感染。因此，研究人员评估了纳米纤维对两种主要细菌菌株的活性：革兰氏阴性菌株 E。大肠杆菌 和革兰氏阳性 S。金黄色葡萄球菌。他们将纳米纤维样品溶解在细菌溶液中，将样品在 37°C 下孵育 24 小时，然后将其铺板进行菌落计数。

未经处理的阴性对照样品没有表现出任何抗菌活性，细菌继续生长。相比之下，所有四种纳米纤维类型都表现出强大的抗菌活性，完全消除了 E。大肠杆菌 和 S。金黄色葡萄球菌 细菌，如培养板上没有菌落所示。摩尔比为4:1和2:1的纳米纤维的效果没有差异，表明即使是指甲花酮含量较低的纳米纤维也具有足够的抗菌活性。

快速发布

研究人员选择 HP-β-CD/lawsone 4:1 和 HP-γ-CD/lawsone 4:1 作为制作敷料的最佳候选材料，在棉质基材上涂上纳米纤维样品，以研究其释放指甲花酮的能力。他们将纳米纤维涂层的样品浸入 PBS 溶液中，并将其放在 37°C 的轨道摇床上。然后，他们通过分析在特定时间间隔取出的小样本来评估指甲花酮的累积释放量。

大部分的指甲花松含量，在 HP-β-CD/指甲花松 84:4 中大约为 1%，在 HP-γ-CD/指甲花松 77:4 中大约为 1%，在最初的 30 秒内释放。这种明显的初始释放归因于纳米纤维涂层的快速溶解，该溶解在 3 分钟后完成，此时所有的指甲花酮都被释放。研究人员指出，棉涂层样品所表现出的释放曲线与独立纤维的释放曲线相似。

研究小组总结道：“这项研究通过包合络合增强了指甲花碱的活性，并通过 CD/指甲花碱纳米纤维涂层对棉花进行了功能化，从而推进了伤口管理领域。” “这种创新方法具有良好的抗菌和抗氧化特性，为开发具有增强治疗潜力的生物功能伤口敷料带来了巨大希望。”

该团队目前正在研究其他生物活性剂。 “下一步将测试它们的细胞毒性、抗炎测试和 体内 伤口愈合的研究，”乌亚尔告诉 物理世界.

该研究描述于 国际药剂学杂志.

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/