纤维敷料制备技术

理想的伤口敷料应该无毒、不致敏，且能保持伤口环境湿润，允许气体交换，可以吸收伤口渗出物，形成利于伤口愈合的微环境并抑制细菌生长。将常用的纤维敷料（如棉纱布）覆盖在破损皮肤上即可用于伤口的临床护理和治疗。但是，纱布极易造成伤口与敷料间的粘连，容易导致二次创伤及细菌滋生等后果。近些年，纤维敷料制备技术蓬勃发展，具有高比表面积、高孔隙率的微米-纳米结构的纤维膜（微纳纤维膜）已成为一种新型的伤口修复敷料。相比于其他敷料，微纳纤维膜更为轻薄、透气且功能多样，越来越受到人们的重视。制备微纳纤维膜的技术有多种，包括拉伸法、模板合成、相分离、自组装和静电纺丝技术等。

静电纺丝技术是目前研究最广泛的纤维制备技术。该技术以高压静电为驱动力，将聚合物溶液（或熔体）液滴在静电场力的作用下拉伸变形，随着溶剂的挥发或熔体的冷却形成纤维。静电纺丝具有工艺简单、选材广泛（几乎包含从天然高分子，如海藻酸钠、明胶、壳聚糖、纤维素、丝素蛋白、透明质酸及明胶等，到化学合成的各种物质，如聚己内酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚偏氟乙烯等的所有高分子）、成本低、纺丝方式多样等特点，此外，纤维取向、直径、形貌、厚度以及纤维的内外结构便于调控（见扩展阅读5）。

静电纺丝纤维用作医用敷料具有诸多优势：①纤维尺寸、结构可调。静电纺丝所得的纤维直径分布在几纳米到几微米之间，具有较好的机械强度，其多级的几何尺寸与细胞外基质（ECM）的微观结构和生物功能相似。目前，静电纺丝膜已被用作支架材料应用于组织工程，为细胞的增殖和迁移、活性物质的传递等提供了支撑和引导的场所，有利于表皮迁移、血管生成和组织重塑；②静电纺丝膜具有高渗透性和高孔隙率，能够快速吸收伤口处出现的组织液，有利于伤口透气并能够阻止细菌进入，防止感染；③静电纺丝膜还可通过优化纤维材料等产生优异的止血效果及伤口贴合性；④静电纺丝膜可作为载药平台（如可负载抗炎药、生长因子、抗生素等），按需调整药物递送速度，促进伤口愈合。图11-12展示了常用的直接制备负载药物的静电纺丝纤维敷料的方法，包含共混、同轴和乳液静电纺丝三种。共混静电纺丝通常得到活性成分分散在整个纤维中的纤维，而同轴静电纺丝和乳液静电纺丝可以很好地合成核/壳形态纤维，以适应不同的释药需求。

图11-12　负载药物的静电纺丝纤维敷料的制备示意图
Figure 11-12　Schematic diagram of preparation of drug-loaded electrospun fiber dressings

此外，对静电纺丝纤维进行后处理也可提高伤口愈合效率。一般来说，静电纺丝纤维的表面可能缺少一些特定的生物活性。然而，静电吸附、物理浸涂、层层组装或表面化学反应等方法可赋予纤维所需要的功能。例如，有研究者将聚乙烯醇（PVA）静电纺丝膜浸入壳聚糖溶液中，使壳聚糖的功能转移到PVA膜上，就可以提供给PVA膜即时的止血活性。还有研究者将表皮生长因子（EGF）通过化学键固定在表面氨基化的PCL和PCL-PEG嵌段共聚物的共混纤维表面，用以治疗糖尿病溃疡。研究表明，负载EGF的纤维敷料可增加角质形成细胞特异性基因，从而加速伤口愈合。