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一、研究背景
过去人们用传统的敷料来治疗伤口;他们的目的是保持伤口干燥,防止有害细菌进入。今天,我们知道伤口周围有一个湿润和温暖的环境可以更快地愈合,因为它有利于细胞和组织的再生。敷料可以根据其功能(抗菌、闭塞、清创、吸收)、使用的材料或其发生的物理形式(软膏、薄膜、泡沫、凝胶)来区分。进一步的分类可以分为传统、现代和高级敷料。
传统敷料需要经常更换,以避免浸渍健康组织;此外,它们可能有其他缺点,如由于过度排水而粘附。现代敷料的制造是为了提高伤口的愈合功能,而不是简单地覆盖并将其与外部环境隔离。高级敷料是指通过组织工程替代皮肤。事实上,传统和现代的敷料都不能替代失去的组织,促进伤口愈合。从这个角度来看,选择合适的敷料是很重要的;这取决于敷料的目的、伤口状况、活动水平以及患者/个人的需要。因此,敷料应该保护伤口免受额外的创伤,确保环境湿度,吸收或清除多余的渗出液,防止污染,并提供一个有利于身体自然防御机制的环境。
近几十年来,由于几乎所有使用的治疗方法都不充分或无效,人们努力寻找新的伤口护理药理学方法。局部生物活性药物在乳液、面霜和软膏中用于靶向药物递送是无效的,因为液体被迅速吸附。透皮贴剂是最广泛使用的局部给药方法之一。透皮贴片是放置在皮肤上的贴片或药物胶膜,以在局部提供具有受控释放速率的预定义剂量的活性成分。
这些先进的敷料是为了保证生物活性而生产的,而装载的药物在伤口愈合中是必不可少的。
在生产现代伤口敷料的不同聚合物载体中,基于电纺纤维的系统正引起科学界的一些兴趣,因为它们具有独特的性能,可以潜在地用于纺织品、伤口敷料、过滤、传感器和药物输送等不同领域。近年来,纳米纤维膜在伤口愈合中的应用已经被研究作为传统设备的替代品。电纺丝纤维由于其孔隙结构和优异的透氧性,有利于液体蒸发和防止细菌污染。此外,药物和其他愈合促进剂可以加入到纳米纤维中,以提高这些系统的活性。将活性原理融入聚合物基质的一种新方法涉及使用超临界浸渍工艺,该工艺确保药物浸渍到纳米纤维中,从而实现药物的持续释放,促进伤口愈合过程。此外,该过程允许结合不同药物的特性。在文献中,有许多关于伤口敷料使用的论文被报道。这些工作中描述的所有体系都有一些能改善伤口愈合机制的活性化合物,但它们都没有不同性质的活性化合物的组合。通过声明,这项工作的重点是使用中聚糖(MSG)和乳铁蛋白(LF)作为非常有前途的化合物,在伤口愈合过程中具有协同作用。
关于伤口敷料类型的选择,目前还没有一种理想的聚合物可以适用于所有愈合阶段。然而,已经发现聚氨酯(pu)是应用于皮肤病变的良好候选者。它们具有良好的机械柔韧性、可生物降解性和不同的物理化学性质,适用于获取纤维、涂层和泡沫。此外,它们的多功能性以及生物相容性和生物稳定性非常广泛,具有在生物医学领域应用的特性。
鉴于上述报道的陈述,本工作的重点是耦合两种技术(静电纺丝和超临界浸渍)的可能性,以设计一种新型的双层透皮贴片,将两种活性药物化合物(味精和LF)装载到PU纤维中。尽管这两种方法在生物医学/制药领域被广泛使用,但这两种方法的结合为探索具有可调释放动力学和多用途特征的创新分层贴片开辟了道路。两种具有不同内在特性的药物的存在,允许利用它们的协同作用,有利于治疗效果,并显示出促进药物释放修饰和组织工程应用进展的潜力。最后,有可能声称这种方法可以是开发控制多释放药物传递系统的适当选择。
二、摘要
通过静电纺丝设备制备的静电纺丝和超临界浸渍相结合的方法制备了负载中聚糖和乳铁蛋白的聚氨酯纤维膜。所提出的方法允许生产三种皮肤伤口愈合双层系统:第一种系统包含通过静电纺丝加载的中聚糖和通过超临界浸渍加载的乳铁蛋白,第二种系统使用两种技术,第三种样品通过一步过程将药物都封装起来。扫描电镜分析表明形成的微纤维具有均匀的药物分布。中聚糖和乳铁蛋白的最高负荷分别为0.062 g/g和0.013 g/g。然后,进行亲水性和留液性分析,以评估使用制造商作为活性贴剂的可能性。通过Franz扩散池进行的体外试验获得的动力学曲线证明,活性药物的扩散遵循双步释放,在约30小时后达到平衡。当静电纺丝膜分别与HUVEC、HaCaT和BJ细胞系(分别为人内皮细胞、角化细胞和成纤维细胞)接触时,没有评估细胞毒性事件。最后,最有前途的能力系统,促进愈合过程是由进行划痕测试HaCat细胞。
三、结论
通过静电纺丝设备制备的静电纺丝和超临界co2辅助浸渍法制备了带MSG和LF电荷的单层和双层PU膜,用于伤口敷料。这三种装置以不同的方式结合了这两种技术。在P = 200 bar, T = 40℃的条件下进行了超临界浸渍试验。对样品的SEM分析表明,所选择的工艺条件对纤维没有影响。实际上,它们保持了初始的大小和方向。结果报告了处理24小时后两种有效成分的负荷:在静电纺味精的情况下,味精的负荷为6.2%。
与味精静电纺丝样品相比,乳铁蛋白浸渍量可达1.3%左右,是最有希望达到负载率的样品。释放试验证明了纤维浸渍的好处;事实上,三个样品的比较表明,与其他两个样品不同,静电纺味精的样品释放速度更慢,更均匀;在所有情况下,中聚糖的释放时间约为28-30小时,乳铁蛋白的释放时间约为25小时。进行细胞毒性试验以评估该系统对成纤维细胞、内皮细胞和角质形成细胞的影响。此外,通过对HaCaT细胞进行划痕试验,证明了PU/LF@MSG有利于愈合过程的性能。这些聚氨酯纤维与细胞活力的相容性使它们在感兴趣的领域有很大的应用前景。由于各种表征,可以得出结论,所实施的工艺对于实现适合皮肤伤口愈合的贴片是有效的。
图1.超临界浸渍设备简图;P1 = 二氧化碳泵;PI = 压力指示器。H = 加热器;TC = 热电偶;MV = 微量阀。
图2. PU/MSG + LF 样品的 EDX 图。
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纳米纤维及其应用