一、研究背景

皮肤是人体最大的器官，是与外界环境接触的屏障（图1）。各种因素，如外伤和疾病，经常导致皮肤缺损，最常见的类型是感染、烧伤和糖尿病性伤口。皮肤缺陷，如大面积创伤、严重烧伤和术后整形手术伤口覆盖，经常导致脱水、电解质失衡和蛋白质丢失。此外，开放性伤口会增加感染的风险。迅速有效地闭合伤口有可能减少并发症的发生。因此，使用凡油林纱布和断层皮节全层自体皮肤移植已被确立为标准方法。尽管如此，仍有不足之处，如供体部位不足，对大面积皮肤缺损的个体造成额外的伤害。因此，开发一种最佳的皮肤替代品已经提出了一个紧迫的临床挑战。

图1.人体皮肤的结构。

生物技术的进步导致了多功能伤口敷料、用于皮肤组织工程（STE）的天然材料和纳米纤维支架的创造，这些材料的发展在一定程度上解决了某些问题。纳米纤维的直径在纳米范围内，与微米尺度的传统支架相比，它更接近于天然细胞外基质的尺寸。同时，发现它更有利于细胞的粘附和生长。此外，静电纺丝是一种简单、成本低的生物技术，在STE中具有很大的应用前景。静电纺丝技术已成为制造生物功能材料的有力工具，在伤口愈合、药物/生物活性分子传递、诊断和仿生制造等领域得到了广泛应用。电纺丝纳米纤维支架含有足够的空隙，有利于与外界环境的水分交换，同时抑制细菌的浸润，有效降低感染风险。静电纺纳米纤维的独特结构使其具有新的功能特性。因此，电纺纳米纤维支架表现出生物活性和加速皮肤愈合。本综述旨在全面介绍电纺丝纳米纤维支架在STE应用中的主要方面。本文综述了电纺丝纳米纤维支架的组成、制备改性及其在STE中的最新进展。此外，我们还讨论了当前的挑战和潜在的机会，以提高电纺丝纳米纤维支架的STE的有效性。

二、摘要

皮肤组织工程被广泛认为是一种有效的皮肤再生方法。几种用于STE的合成生物材料显示出良好的纤维特性，促进损伤部位皮肤组织的再生，但它们缺乏原位降解。最近出现了各种类型的皮肤再生材料，如水凝胶、纳米纤维支架和3d打印复合支架，用于STE。电纺丝纳米纤维支架具有广泛可用性、与天然结构相似、显著的组织再生能力等明显的优势，引起了研究人员的广泛关注。因此，电纺丝纳米纤维支架可以作为一种创新的生物材料，具有必要的特性和在组织工程中的应用潜力。最近的研究已经证明了静电纺纳米纤维支架促进皮肤组织再生的潜力。然而，为了增强其在软组织工程中的临床应用效果，还需要提高电纺纳米纤维支架的快速降解和有限力学性能。本文综述了电纺纳米纤维支架的制备方法、材料、基础研究以及在科学、技术和工程领域的临床前应用。指出了电纺丝纳米纤维支架在STE中存在的挑战和前景。

三、结论

皮肤再生和组织工程皮肤生物材料的研究取得了重大进展。在过去的二十年里，各种材料在表皮再生方面表现出了非凡的能力。科学、技术和工程领域对支架材料和纳米技术的日益重视也为支架的化学修饰创造了重要的机会。大量研究表明，这些材料的仿生特性可以增强细胞粘附、成骨分化和组织形态。电纺丝纳米纤维支架主要作为一种开发工具，作为细胞和活性分子的载体，积极参与皮肤再生过程。它们在控制递送效率和递送率方面也起着重要作用。

然而，仍有需要我们注意的尚未解决的问题。首先，目前适合静电纺丝的天然生物材料范围有限，且性能不稳定。对所得产物的结构和性能的研究还不够全面，大多数应用还停留在实验阶段。这些产品的实际临床应用尚未成熟。静电纺丝有机/无机复合纳米纤维的制备参数与纳米粒子的结构、聚集方式、协同性能以及加工和复合工艺有关。第三，在静电纺丝制备前，必须保证各项参数的全面协调，达到平衡。然而，静电纺丝工艺参数的统一和稳定是一个挑战，目前还无法实现批量生产。

未来的研究应重点研究用于皮肤再生的生物支架材料与周围组织的细胞特性之间的相互作用，以及新组织与现有组织的整合，以增强其组成、结构和机械强度的优化，以及相关细胞的生长、粘附和迁移。此外，未来的研究应优先发现具有与人类皮肤相似结构和性能的材料，并开发双仿生设计的组织工程人造皮肤。因此，随着我们对组织修复和再生中的分子信号机制的理解不断加深，未来的研究应侧重于开发高性能的组织工程电纺丝支架，用于皮肤缺陷的临床治疗。

图2.静电纺纳米纤维支架的制备方法。