皮膚作為人類外在的保護屏障，在保護身體免受疾病和意外傷害方面發(fā)揮著重要作用。然而，外部因素，如感染和炎癥，對皮膚造成嚴重的組織損傷，進而導(dǎo)致持續(xù)的慢性創(chuàng)傷。所以皮膚損傷一直是一個醫(yī)療挑戰(zhàn)。快速的傷口愈合以及創(chuàng)建細胞增殖的軟環(huán)境對于避免進一步的并發(fā)癥和慢性感染至關(guān)重要。研制加速傷口愈合的人造皮膚一直是組織工程的前沿課題之一。目前人造皮膚的研究主要集中在多種材料的優(yōu)勢組合來實現(xiàn)功能上的互補，所以開發(fā)多功能的人造皮膚（抗菌、高愈合率、細胞相容性以及增強機械性能）成為一個研究的熱點。
基于此，南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院、材料化學(xué)工程國家重點實驗室陳蘇教授與福建農(nóng)林大學(xué)龐杰教授合作，利用靜電紡絲技術(shù)（設(shè)備由南京捷納思新材料有限公司與南京貝耳時代科技有限公司聯(lián)合研制）制備了一種無機/有機復(fù)合的高性能人造皮膚。首先，在微流控芯片的作用下，將生物活性玻璃(Bioactive glass)和沸石咪唑骨架 (ZIF-8)原位分散到PCL/PVA基質(zhì)的人造皮膚中。在制備過程中，帶負電荷的BG和帶正電荷ZIF-8通過靜電吸引自發(fā)地排列在納米纖維表面上，形成類似于葫蘆串的纖維結(jié)構(gòu)。纖維膜和ZIF-8的高比表面積和高孔隙率有利于細胞的增殖、粘附和遷移。受益于BG中鈣、硅離子的緩慢釋放，人造皮膚表現(xiàn)出促進生長因子和皮膚再生。與此同時，BG提高了人造皮膚的親水性，為細胞粘附增殖提供了理想的微環(huán)境。此外，ZIF-8釋放適量的活性鋅離子，為人造皮膚提供了高效的抗菌性能。靜電紡絲和微流控芯片進行耦合，可充分發(fā)揮BG與ZIF-8之間的協(xié)同效應(yīng)，從而使得人造皮膚的機械強度，抗菌性和愈合率大幅度提高。PCL/PVA@BG/ZIF-8人造皮膚具有較高的拉伸強度(26MPa)和抗菌性能(對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率分別達到89.64% 和78.8% )。更重要的是，PCL/PVA@BG/ZIF-8(1 wt%)組的傷口收縮率為95%，12天內(nèi)的肉芽生長厚度為2.2 mm，均優(yōu)于未負載BG/ZIF-8的人造皮膚。因此，多材料優(yōu)勢組合實現(xiàn)功能互補的方法為人造皮膚的進一步設(shè)計提供了有效途徑。該研究成果于近日發(fā)表在國際重要刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》上（題目：Versatile Bioactive Glass/Zeolitic Imidazolate Framework-8-Based Skin Scaffolds toward High-Performance Wound Healing）。南京工業(yè)大學(xué)碩士研究生侯永春和福建農(nóng)林大學(xué)徐曉薇為共同第一作者。南京工業(yè)大學(xué)陳蘇教授、劉暢博士后與福建農(nóng)林大學(xué)龐杰教授為共同通訊人。該課題得到了國家自然科學(xué)基金項目、國家重點研發(fā)發(fā)展計劃、江蘇省高等學(xué)校重點學(xué)科建設(shè)項目、江蘇省自然科學(xué)基金等基金的資助和支持。
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