静电纺丝/静电喷雾制备微纳结构复合材料用于伤口敷料的研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenkefang
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深度烧伤和糖尿病溃疡、压力溃疡、静脉溃疡等难愈合型伤口一直以来都受到医学领域研究人员的广泛关注,而制造一种可以恢复皮肤组织功能的有效材料也是一项亟待解决的难题。近年来,静电纺丝技术是一项可制备结构和功能上模仿细胞外基质支架的重要技术之一,制备得到的纤维材料能支持细胞的生长、增殖、迁移和分化,具有成为皮肤等效物的潜力。静电纺丝和静电喷雾是原理相通的两项技术,基于这两项技术工艺的多功能性和参数灵活可调的特点,可制备多样性结构和功能的超细纤维和微纳粒子。针对伤口的需求,并遵循组织修复的规律,调控纤维/微粒的物理与化学结构,制得的功能性材料可仿生天然皮肤组织用于促进皮肤组织修复和重建。基于此,本课题进行了以下的研究:(1)微纳结构复合材料的制备及对细胞行为的调控研究。在皮肤创伤修复的过程中,细胞的生长、增殖和迁移等行为贯穿着炎症反应、组织修复和基质重建等伤口修复步骤的始终,而皮肤组织支架作为一种皮肤的“临时替代品”,探究其对细胞行为的调控至关重要。本实验利用静电纺丝/静电喷雾技术制备一种具有微纳结构的复合材料,并调控静电喷雾的沉积时间,制备不同微球密度的微纳结构复合材料,通过细胞黏附实验、细胞Live/Dead染色实验和细胞划痕实验探究细胞的黏附、增殖和迁移行为,得到最适合细胞黏附、增殖和迁移的微球密度,将其作为伤口敷料的基础材料。(2)抗菌性微纳结构复合材料的制备及表征。作为一种促进伤口愈合的皮肤伤口敷料而言,除了为细胞提供一个生长、增殖和迁移的环境外,还需要能抵御外界有害微生物侵袭的能力。本实验通过在微纳结构复合纤维膜中复合一种具有抗菌功能的纳米氧化锌,探究了该复合材料的结构与性能特点,并进行了对应的细胞与细菌实验,验证其具有良好的生物相容性,且具有良好的抗菌性能。(3)可吸附炎症趋化因子缓解炎症的微纳结构复合材料的研究。趋化因子是一类调控炎症发展的重要因素,而在慢性伤口中,趋化因子往往在伤口部位过度累积,导致伤口处于恶性的炎症状态中。本实验将可吸附炎症趋化因子的肝素负载在微纳结构复合材料的纤维中,通过理化实验探究负载肝素对复合材料结构与性能的影响,并通过体外吸附炎症趋化因子实验和体外模拟炎症环境的细胞实验来验证该材料吸附炎症因子和缓解炎症的效果。(4)负载生长因子的微纳结构复合材料促进皮肤组织修复的研究。在体内环境中,血小板衍生因子(PDGF)可以通过刺激成纤维细胞收缩胶原基质,并诱导肌成纤维细胞表型来促进组织的修复。本实验将肝素化的微纳结构复合材料与准备好的生长因子进行预孵育,使材料结合外源性的生长因子PDGF-BB,通过酶联免疫吸附测定(ELISA)检测了材料结合PDGF-BB的百分比,并通过细胞实验验证了结合了生长因子PDGF-BB的肝素化微纳结构复合材料进一步促进了细胞的黏附、增殖和迁移,使其有望成为一种促进伤口组织修复的新型皮肤组织支架。
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