靜電紡絲製備的納米纖維，可用於組織工程支架材料、新型藥物釋放載體以及有效促進傷口癒合的創面敷料等領域。近日，易絲幫小編整理了2018年靜電紡絲納米纖維在生物醫用領域方面的部分重要研究成果，以饋讀者。

1. Adv. Mater.：新型創面敷料促進傷口癒合

中國科學院物理化學技術研究所王樹濤課題組將疏水性聚氨酯納米纖維陣列電紡到親水微纖維網路上，構建了一種具有生物流體泵作用的創面敷料。這種創面敷料可以單向將過多的生物液從疏水側排至親水側，從而防止生物流體浸濕創面。在感染創面模型中，作者展示了這種新型敷料比傳統敷料治療傷口更快。因此，這項研究為處理傷口周圍多餘的生物流體以促進傷口更快癒合提供了新方法。相關研究成果以「A Self-Pumping Dressing for Draining Excessive Biofluid around Wounds」為題目發表於Advanced Matererials上。

文獻鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.201804187

2. Adv. Mater. 功能型纖維/海綿複合物用於腫瘤術後防複發和轉移治療

中國科學院長春應用化學研究所黃宇彬研究員和周東方副研究員團隊設計了一種非常貼近臨床操作應用的兼具原位化療和止血功能的三明治結構纖維/海綿複合物作為腫瘤術後原位植入材料用於術後防複發和轉移治療。首先通過靜電紡絲技術製備擔載有抗癌藥物順鉑的PLGA/明膠納米電紡纖維；然後將上述纖維置於明膠/殼聚糖凝膠溶液之間，凍干後得到三明治結構纖維/海綿複合物。該三明治結構纖維/海綿複合物在原位植入腫瘤術後部位後，外層海綿可快速有效止血並吸附術中出血所脫落的腫瘤細胞；同時，內層納米電紡纖維可長效緩釋順鉑，持續地殺傷海綿中吸附的脫落腫瘤細胞以及手術切緣殘存的腫瘤細胞，從而達到優異的防原位複發尤其遠端轉移的效果（如圖）。相關研究成果以Sandwich-like fibers/sponge composite combining chemotherapy and hemostasis for efficient post-operative prevention of tumor recurrence and metastasis為題發表在Advanced Materials上。

文獻鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.2018032173. ACS Nano：仿生彈性聚多肽納米纖維支架治療細菌感染促進傷口癒合/皮膚再生

西安交通大學雷波課題組針對影響傷口癒合和皮膚組織再生的幾個關鍵科學問題，利用靜電紡絲技術製備一種基於細菌分泌的天然聚多肽的仿生雜化皮膚修復組織工程支架材料（PCL-PCE）。該材料具有仿生皮膚的組織彈性，還具有高效的光譜抗菌活性，可以顯著抵抗動物創面細菌感染和促進傷口癒合，增強皮膚附屬器如毛囊的再生。這種仿生材料中天然聚多肽能夠殺滅常見的皮膚創面感染微生物，抑制組織壞死。其仿生皮膚組織的彈性，可為創面創造出適宜的生物力學環境。其仿生的結構和活性組分設計最終實現抗感染，促進新生血管形成和膠原蛋白分泌。該研究對開發具有高度生物活性快速誘導皮膚創面癒合和皮膚再生的新型醫用材料具有重要的意義和應用價值。相關研究成果以「Biomimetic Elastomeric Polypeptide-Based Nanofibrous Matrix for Overcoming Multidrug-Resistant Bacteria and Enhancing Full-Thickness Wound Healing/Skin Regeneration」為題發表於國際著名期刊ACS Nano上。文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b011524. ACS Nano:中國科大在治療肝纖維化研究取得進展

中國科學技術大學梁高林教授課題組和廉哲雄教授課題組合作合理設計了一種化學結構式為1-Dex-P的成膠因子前體，同時提出了一種新的串聯酶控自組裝和緩慢釋放地塞米松的策略（見下圖）。採用這種策略，研究人員發現前體藥物1-Dex-P較遊離地塞米松在體內外實驗中均展現出了更強的抗肝臟纖維化效應。該智能串聯酶控策略可被廣泛用於設計更多更加精緻的藥物輸送系統，從而在未來的臨床上有效增強藥物的治療效果。相關研究成果以「Tandem Enzymatic Self-Assembly and Slow Release of Dexamethasone Enhances Its Antihepatic Fibrosis Effect」為題發表於ACS Nano 上。

文獻鏈接：http://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=6ec1150e83a65. ACS Nano 載葯硅酸銅微球與靜電紡纖維複合支架治療黑色素瘤

由中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員吳成鐵、常江帶領的研究團隊製備出載葯硅酸銅空心微球與靜電紡纖維智能複合支架，該支架既能加速皮膚創傷癒合，又能光熱結合化療治療黑色素瘤。並與華東師範大學教師易正芳團隊合作，在動物體內證實了該支架具有黑色素瘤治療與修復創面的雙重效果。相關研究成果以「Copper Silicate Hollow Microspheres-Incorporated Scaffolds for Chemo-Photothermal Therapy of Melanoma and Tissue Healing」為題目發表於ACS Nano上。

文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b089286. Adv. Funct. Mater.構建具有形狀記憶的仿生小口徑血管支架

近年來，隨著新材料與組織工程的迅速發展，人工血管構建有望成為未來新的心血管疾病治療方式。然而，如何成功實現血管內皮化，避免植入後發生血栓性栓塞乃至失效，仍是人工血管構建的一大難題。近日，中國科學院深圳先進技術研究院的杜學敏副研究員及其團隊設計了一種可從二維到三維自捲曲閉合的仿生小口徑血管支架，並成功實現小口徑血管的快速三維內皮化。相關研究成果以「Programmed Shape‐Morphing Scaffolds Enabling Facile 3D Endothelialization」為題目發表Advanced Functional Materials 上。

文獻鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201801027

7. Nano Energy：壓電納米纖維支架用於傷口癒合

中國科學院北京納米能源與納米系統研究所李舟和任凱亮（共同通訊作者）首次報道靜電紡絲參數，如溶液濃度和收集距離（從針到旋轉心軸）會影響聚（偏二氟乙烯 - 三氟乙烯）（P（VDF-TrFE））納米纖維的壓電性。在這裡，優化靜電紡絲條件獲得P（VDF-TrFE）納米纖維，並將這些納米纖維支架（NFS）用於斯普拉格道利(SD)鼠能量收集、細胞增殖和細胞排列生長應用方面。在輕微拉動植入SD大鼠的部位過程中，植入的PVDF-TrFE NFSs產生的最大電壓和電流分別為6 mV和~6 nA。P（VDF-TrFE）具有良好的細胞相容性和相對較大的壓電效應。因此，靜電紡P（VDF-TrFE）NFS在組織工程傷口癒合具有潛在的應用。相關研究成果以「Piezoelectric nanofibrous scaffolds as in vivo energy harvesters for modifying fibroblast alignment and proliferation in wound healing」為題目發表於Nano Energy上。

文獻鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.11.0238. Nano Energy：電紡明膠納米纖維構建自供電生物電子皮膚

研究者基於生物啟發設計了一種可穿戴的壓電壓力感測器，即來自結構穩定的明膠納米纖維（GNF）通過電紡絲技術構建了生物電子皮膚。由於優異的機械敏感性（~0.8 V kPa-1），生物電子皮膚可以模擬人類感知和實時監測人體生理信號。此外，壓電動態觸覺刺激下高度耐用（超過108,000次循環）表明了生物電子皮膚在生物醫學植入式和攜帶型領域以及個人電子設備的應用潛力。相關研究成果以「Electrospun gelatin nanofiber based self-powered bio-e-skin for health care monitoring」為題目發表於Nano Energy上。

文獻鏈接：http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.04.0289. Sci. Adv. 磁光雙控超分子納米纖維可抑制腫瘤侵襲轉移

南開大學劉育教授課題組利用修飾有線粒體靶向肽的氧化鐵磁納米粒子與修飾有β-環糊精的透明質酸構築了一種超分子納米纖維。該超分子納米纖維可以經由光照或磁場（甚至包括很弱的地磁場）調控其形貌轉換。無論是體內還是體外條件下，由於透明質酸受體在腫瘤細胞表面過表達，該超分子納米纖維可以高效靶向腫瘤細胞，並且經過地磁場的導向聚集，誘導腫瘤細胞線粒體功能障礙和細胞間聚集，從而特異性抑制體內腫瘤細胞的侵襲和遷移。該超分子納米纖維可以作為一種方便的工具，不僅可以加深對動態或刺激響應性生物事件的理解，而且可以促進用於腫瘤治療的生物材料的設計和發展。相關研究成果以「Magnetism and photo dual-controlled supramolecular assembly for suppression of tumor invasion and metastasis」為題發表於Science Advances(11.5)上。

文獻鏈接：http://advances.sciencemag.org/content/4/9/eaat229710. ACS Appl. Mater. Interfaces 電噴-電紡技術構建可注射納米纖維微球及其在細胞載體方面的應用

可注射納米纖維微球的功能類似於3D支架，用於傳遞細胞和生長因子/藥物使損傷部位組織再生。納米纖維微球的可注射和仿生屬性，使其在生物醫學應用領域受到越來越多的關注。近日，內布拉斯加醫學中心謝敬偉教授課題組首次報道了結合靜電紡絲和電噴霧製備納米纖維微球的新方法，並探索了其在細胞治療領域的潛在應用。首先，電紡聚合物和生物活性玻璃纖維，經過冷凍冷凍切割或探針超聲波儀均質化形成所需長度的電紡納米纖維段的分散體，再通過電噴滴入液氮，然後冷凍乾燥和熱處理，最終得到納米纖維微球。相關研究以「Electrospraying Electrospun Nanofiber Segments into Injectable Microspheres for Potential Cell Delivery」為題目發表於ACS Appl. Mater. Interfaces上。

文獻鏈接：http://www.espun.cn/paper/detail-19178.html11. ACS Appl. Mater. Interfaces 載葯埃洛石納米管增強的電紡藻酸鹽基納米纖維支架用於持續抑菌

研究者通過靜電紡絲成功製備了埃洛石納米管（HNT）增強的藻酸鹽基納米纖維支架，以模擬天然細胞外基質（ECM）結構，有利於組織再生。將抗菌藥物頭孢氨苄（CEF）負載的HNT摻入基於藻酸鹽的基質中，以獲得持續的抗菌保護和較強的機械性能，從而達到組織工程應用的關鍵標準。製備的支架對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均表現出顯著的抗菌性，細胞毒性研究證實了所製備的支架的無毒性。基於藻酸鹽的電紡支架具有增強的機械性能和持續的抗微生物保護作用，具有很大的應用潛力，可用作組織工程應用的人工ECM支架。相關研究成果以「Drug-Loaded Halloysite Nanotube-Reinforced Electrospun Alginate-Based Nanofibrous Scaffolds with Sustained Antimicrobial Protection」為題目發表於ACS Appl. Mater. Interfaces上。

文獻鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b11013

12. Nanoscale：骨重塑激發雙重輸送靜電紡納米纖維促進骨再生

開發一種高生物活性骨組織工程支架，可以調節骨重塑過程，促進骨再生是一個巨大的挑戰。為了解決這個問題，清華大學張洪玉教授課題組受到骨重塑過程中骨吸收和形成之間平衡的啟發，作者開發了一種基於介孔硅酸鹽納米顆粒（MSN）的電紡聚己內酯（PCL）/明膠納米纖維支架，以實現阿侖膦酸鹽的輸送（ ALN）和硅酸鹽在調節骨重塑方面的協同作用，其中ALN通過阻止三磷酸鳥苷相關蛋白表達來抑制骨再吸收過程，而硅酸鹽通過改善血管形成和骨鈣化來促進骨形成過程。相關研究成果以「Bone remodeling-inspired dual delivery electrospun nanofibers for promoting bone regeneration」為題目發表於Nanoscale上。文獻鏈接：https://doi.org/10.1039/C8NR07329E13. Biomaterials 芝麻棒狀納米纖維支架用於腫瘤治療和皮膚組織重建

中國科學院上海硅酸鹽研究所吳成鐵老師課題組受中國芝麻棒設計策略和製作方法的啟發，採用自旋塗布技術將CaCuSi4O10納米顆粒塗覆在電紡纖維表面製備了一種芝麻棒狀電紡納米纖維支架，該支架可有效用於腫瘤治療和皮膚組織重建。將CaCuSi4O10 NPs包覆在纖維上，製備的支架具有芝麻狀結構，具有腫瘤殺傷和皮膚組織重建雙重功能。CaCuSi4O10 NPs使支架具有光熱消融潛能，可快速殺滅體外腫瘤細胞。此外，芝麻棒狀支架能有效抑制早期體內腫瘤生長，促進腫瘤術後創面癒合。因此，芝麻棒狀支架可能為癌症的臨床治療和腫瘤手術誘導的組織損傷奠定堅實的基礎。相關研究成果以「Chinese sesame stick-inspired nano-fibrous scaffolds for tumor therapy and skin tissue reconstruction」發表於Biomaterials上。

文獻鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.12.012

14. Sci. Rep.：電紡神經導管橋接修復周圍神經損傷

研究者用取向和隨機排列的聚己內酯(PCL)或聚l乳酸(PLLA)纖維製成了電紡絲神經導管。作者用導管橋接了一個10mm大鼠坐骨神經缺損，並在選定的組中添加了一個來自自體間質血管分數(SVF)的細胞移植。為了對比，作者比較了空心硅膠管和自體神經移植物。研究結果表明，PCL神經導管可高度自體分裂，而PLLA有利於軸突再生，但並不優於自體神經移植物。移植的細胞在PLLA神經導管中存活，但與單獨的神經導管相比，軸突再生無明顯增強。PLLA神經移植中移植的細胞局部增強了炎症反應，與沒有細胞的神經導管相比，雪旺細胞分布較差。電紡神經導管在體內有利於軸突再生，可作為共移植細胞的載體。相關研究成果以「Electrospun nerve guide conduits have the potential to bridge peripheral nerve injuries in vivo」為題發表於國際知名期刊Scientific Reports上。文獻鏈接：https://www.nature.com/articles/s41598-018-34699-815. Sci. Rep. 包覆枸杞多糖電紡納米纖維支架修復周圍神經損傷

東華大學莫秀梅教授和濟南大學Kwok-Fai So （共同通訊作者）通過同軸靜電紡絲將LBP結合到核-殼結構的納米纖維支架中，以研究在支架上培養的PC12和施萬細胞的增殖。在神經組織工程中引入生物活性化學物質如LBP可加速神經再生。通過免疫染色的NF200表達評估PC12細胞的神經元分化，並通過SEM觀察形態變化。結果表明，釋放的LBP顯著增強NGF誘導的PC12細胞的增殖和神經元分化。此外，通過LSCM免疫染色，在裝載LBP的支架上也觀察到雪旺細胞髓鞘形成和促進DRG神經元神經突向外生長。總之，作為具有神經保護作用的藥物，包覆LBP靜電紡絲納米纖維作為周圍神經再生的組織工程支架具有廣泛的應用價值。相關研究成果以「Lycium barbarum polysaccharide encapsulated Poly lactic-co-glycolic acid Nanofibers: cost effective herbal medicine for potential application in peripheral nerve tissue engineering」為題目發表於Scientific Reports上。文獻鏈接：https://www.nature.com/articles/s41598-018-26837-z

鏈接地址：http://www.espun.cn/news/detail-625.html

文章來源：易絲幫

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