一、研究背景

皮肤是人体与环境之间最大、最外层的脂质层，厚度为20-25 μm。皮肤是人体抵御环境暴露的最重要的屏障，促进了各种药物和非治疗物质的吸收。它在调节体温、维持水合作用、排泄废物和合成维生素D中起着关键作用。皮肤的三个结构层，即表皮、真皮层和皮下皮层，共同构成了一个复杂的屏障，每个层都有不同的组成和功能[图1]。表皮本质上起着屏障的作用，保护皮肤免受紫外线和先天免疫的侵害。除了成纤维细胞、肥大细胞、巨噬细胞、血管、淋巴和神经网络外，真皮是一个多细胞、复杂的系统。生理和机械支持是由皮下组织提供的，皮下组织也有大量的血管和神经。健康的皮肤大约每28天再生一次。真皮层包括细胞外基质（ECM），它有助于皮肤的结构和韧性。ECM网络是高度活跃的，在通过直接或间接信号指导细胞行为方面起着至关重要的作用。它与一种主要由糖胺聚糖组成的基质物质有关，对补水和维持皮肤水分水平至关重要。因此，人们已经研究了通过局部和透皮途径给药的各种皮肤方式，以防止传统给药方式的局限性。通过皮肤给药可避免首过代谢；防止药物与食物或饮料，某些酶，以及口服药物的相互作用。这种方法也适用于引起刺激的药物或患者呕吐或腹泻的时间。各种药物可以通过皮肤给药，如利多卡因、丁丙诺啡、海莨菪碱、利舒利酯等。

图1.皮肤的结构。

近年来，纳米材料的广泛应用引起了人们的广泛关注。为了达到理想的治疗效果，需要一种合适的给药系统来确保其精确的释放谱。作用的地点和时间以及给药和药物释放速度需要仔细调节。与其他潜在的药物输送系统相比，通过纳米纤维输送药物是一种理想的方法。可采用多种方法制备纳米纤维，其中一种方法是静电纺丝。本文主要介绍了电纺纳米纤维（ESNF）的合成、应用及发展前景。

二、摘要

为了达到预期的治疗效果，必须采用适当的给药系统，以确保对药物释放的精确控制。最佳的给药系统必须精心调整药物释放的位置、时间和速度，以密切配合治疗目标。尽管如此，实现这种同步对药物输送系统的复杂设计提出了重大挑战。近年来，纳米材料，特别是纳米纤维（NFs），由于其在药物输送方面的多功能性而得到了广泛的研究。在各种制备技术中，静电纺丝设备是一种引人注目的制备静电纺纳米纤维的方法，在治疗领域具有重要的应用前景。通过优化电纺丝纳米纤维的结构，药物能够被包括在内，使其能够穿透皮肤，产生局部或全身效应。通过皮肤给药已经从简单的直接应用到伤口或感染部位发展到更精细和紧凑的给药系统。对人体最大的器官皮肤进行了广泛的研究，揭示了其作为通过局部和透皮途径输送多种药物的载体的关键潜力。本研究旨在克服与传统管理方法相关的限制。本文对电纺纳米纤维的合成方法及其在生物医学领域的应用进行了综述。

三、结论

本文综述了皮肤电纺纳米纤维（ESNF）的发展和潜在应用。局部给药似乎是治疗伤口或皮肤感染的一种很有前途的方法，同时尽量减少全身副作用。此外，经皮给药为全身给药提供了诱人的前景，以解决许多口服药物的低生物利用度，注射的不适和不便，以及两者控制释放的有限可能性。光热治疗（PTT）是利用光热物质产生创面抗菌作用的一种新型无创治疗方法。水凝胶因其吸收伤口渗出液、渗透氧气和有效保持水分的能力而在这一领域获得了重要地位。研究人员已经开发出一种刺激反应，并在原位形成可注射水凝胶，提供自愈，抗菌和药物输送应用。像Pluronic-F127 （PF127）这样的热敏水凝胶属于一类热可逆凝胶，具有刺激响应性聚合物内容物，可以在不同的温度下自组装，促进药物从经批准的药物递送应用的基质中受控释放。此外，结合抗炎剂可以在与光反应剂结合时开发按需给药系统。本研究采用pluronic F-127 （PF127）和海藻酸钠（SA）基水凝胶注入靶组织。聚多巴胺（PDA）是一种光响应剂，在近红外光（NIR）照射下通过局部产热促进酮洛芬（KET）的药物释放，并为系统提供抗菌特性（革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌）。因此，这些研究为推进该系统在慢性伤口治疗中的体内和临床应用打开了大门。柔性基板、电子学、多用途生物材料皮肤贴片和集成多传感器设备设计的最新进展极大地促进了电子皮肤贴片的制造。制造皮肤贴片的新方法导致了可植入和可穿戴生物电子学的进步，用于连续，靶向，长期治疗。柔性的、可生物降解的、生物相容性的聚合物材料，如微结构聚二甲基硅氧烷（PDMS），是皮肤贴片的理想材料，但在实践中存在挑战。电子皮肤贴片制造和检测面临的挑战包括衬底耐久性差，信号不稳定，应力下电极性能不稳定，电极可重复性低，汗水响应时间慢。生物3D打印为创建更集成的贴片系统提供了一种有效的一步准备方法。在材料设计和电子系统集成方面取得了重大进展。考虑到电子学、无线通信、自动用药和临床医学的发展，进一步探索集成下一代多传感器系统以监测各种参数是必不可少的。未来研究的目标应该是降低电子皮肤贴片的成本，同时提高传感器的灵敏度和可靠性，从而开发出高性能、多模态的传感贴片，并促进柔性电子皮肤传感器的商业化。3D打印技术具有降低生产成本、扩大生产规模和促进商业化的潜力。此外，使用碳基和聚合物基材料以及简化生产过程可以进一步降低设备成本。将多个传感器集成到单个设备中的趋势越来越受欢迎。柔性、柔软的材料结合成复合材料和混合结构对于整合各种识别功能、满足市场期望和推进临床应用至关重要。

图2.不同类型的静电纺丝技术示意图。

图3.伤口愈合的阶段。