蘇魯安 冷向鋒 何才 周子藝 劉永娟 陳振雨

[摘要] 目的 觀察新型靜電紡絲納米支架敷料對皮膚創(chuàng)面的修復(fù)作用。方法 應(yīng)用靜電紡絲技術(shù)制備殼聚糖（CS）/聚己內(nèi)酯（PCL）納米支架敷料。選取健康大鼠，制備皮膚損傷創(chuàng)面，分為實驗組（應(yīng)用新型靜電紡絲納米支架敷料）及對照組（應(yīng)用凡士林油紗）。觀察兩組創(chuàng)面在術(shù)后第3、5、7、10、14天的愈合形態(tài)并計算愈合率，于術(shù)后第7、14天分別取創(chuàng)面組織進行組織學(xué)觀察。結(jié)果 術(shù)后第3、5、7、10、14天，應(yīng)用新型靜電紡絲納米支架敷料的實驗組創(chuàng)面愈合率均顯著高于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=222.42～463.42，P<0.05）。組織學(xué)觀察顯示，與對照組比較，實驗組毛細血管增生更明顯，肉芽組織排列更致密。結(jié)論 新型靜電紡絲納米支架敷料具有促進皮膚創(chuàng)面愈合的作用。

[關(guān)鍵詞] 支架;封閉敷料;殼聚糖;羧甲基纖維素鈉;皮膚;創(chuàng)傷和損傷;大鼠

[中圖分類號] R618

[文獻標(biāo)志碼] A

[文章編號] 2096-5532（2022）01-0063-05

doi：10.11712/jms.2096-5532.2022.58.025

在皮膚創(chuàng)傷治療中，優(yōu)良的創(chuàng)面敷料可顯著降低感染率、致殘率和致死率。傳統(tǒng)敷料如紗布、繃帶等存在很多缺陷，如保濕及抗感染作用差，創(chuàng)面易與敷料粘連導(dǎo)致?lián)Q藥時疼痛并損傷新生組織等[1-2]。隨著近些年醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型創(chuàng)面敷料得到了越來越多的研究及應(yīng)用[3]。靜電紡絲技術(shù)是一種制備納米纖維的技術(shù)方法[4]，相較傳統(tǒng)紡絲方法工藝簡單、成本低[5]，該法制備的納米纖維具有獨特的尺寸優(yōu)勢，可以模擬生物細胞外基質(zhì)（ECM）的結(jié)構(gòu)和功能[6]，促進細胞增殖，加速傷口愈合，在醫(yī)用敷料領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的潛力[7]。但目前基于靜電紡絲技術(shù)的納米纖維作為傷口敷料臨床應(yīng)用較少，關(guān)于其性能參數(shù)及評價方法無統(tǒng)一指標(biāo)且尚不完善，因此如何將其真正應(yīng)用于臨床治療仍然需要研究者的繼續(xù)努力。本研究應(yīng)用靜電紡絲技術(shù)，結(jié)合殼聚糖（CS）和聚己內(nèi)酯（PCL）材料的優(yōu)點，制備一種新型創(chuàng)面敷料，并通過動物實驗探討其在創(chuàng)面愈合方面的作用，為該敷料的進一步臨床應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 新型靜電紡絲納米支架敷料的制備

基于前期在靜電紡絲過程中積累的經(jīng)驗，為了保持電紡絲液的可紡絲性，將PCL和CS按照質(zhì)量比12∶2加入到質(zhì)量比為1∶1的N，N-二甲基甲酰胺/氯仿溶劑中，配制成質(zhì)量分數(shù)為0.12的紡絲溶液。將混合后的溶液加入10 mL注射器內(nèi)，連接電紡噴頭（17G）。設(shè)定靜電紡絲裝置初始參數(shù)如下：接收距離為15 cm，電壓為18 kV，電紡液推進流量5.0 mL/h，收集滾筒轉(zhuǎn)速為1 000 r/min。在接受滾筒上包裹鋁箔，電紡絲時間6 h，收集到的纖維膜真空干燥24 h后備用。

1.2 模型制備

所用實驗動物為健康SD大鼠10只，體質(zhì)量為200～250 g，雌雄不限，購自濟南朋悅實驗動物繁育有限公司。根據(jù)大鼠體質(zhì)量，以30 mg/kg劑量腹腔注射100 g/L水合氯醛麻醉大鼠。參考實驗常用皮膚缺損創(chuàng)傷動物模型[8-9]，以大鼠脊柱為中心線對稱標(biāo)記兩處直徑為1 cm的圓形區(qū)域（圖1A），剝離該區(qū)域內(nèi)全層皮膚至筋膜層（圖1B），制備全層皮膚損傷模型。設(shè)定左側(cè)創(chuàng)面為實驗組，右側(cè)創(chuàng)面為對照組，并加以標(biāo)記。用金屬環(huán)法固定創(chuàng)面（圖1C）。將靜電紡絲納米支架敷料裁剪為創(chuàng)面大小，平整覆蓋于實驗組創(chuàng)面;選取同等大小凡士林油紗，平整覆蓋于對照組創(chuàng)面（圖1D）。

1.3 觀察指標(biāo)

記錄原始創(chuàng)面面積，分別于術(shù)后第3、5、7、10、14天觀察兩組創(chuàng)面形態(tài)、愈合程度，計算創(chuàng)面面積及創(chuàng)面愈合率。創(chuàng)面愈合率=（原始創(chuàng)面面積-各時間點創(chuàng)面面積）/原始創(chuàng)面面積×100%。于術(shù)后第7、14天分別隨機選1只大鼠，取創(chuàng)面組織活檢，標(biāo)本用甲醛固定液固定、石蠟包埋后進行蘇木精-伊紅（HE）染色。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

使用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理。計量資料數(shù)據(jù)以[AKx-D]±s表示，兩組間不同時間創(chuàng)面面積和愈合率的比較采用重復(fù)測量設(shè)計的方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組創(chuàng)面形態(tài)、面積及愈合率的變化

與創(chuàng)面原始形態(tài)（圖2A）相比，術(shù)后第3天，實驗組創(chuàng)面面積明顯縮小，肉芽組織較對照組增生明顯，創(chuàng)面滲出少于對照組（圖2B）。術(shù)后第5天，實驗組創(chuàng)面肉芽組織繼續(xù)增生，滲出物減少，局部可見痂皮形成，而對照組仍為肉芽創(chuàng)面（圖2C）。術(shù)后第7天，實驗組創(chuàng)面痂皮邊緣脫落，新生皮膚組織進一步向創(chuàng)面中心生長，靜電紡絲納米支架敷料與創(chuàng)面粘連較輕;對照組創(chuàng)面滲出多，凡士林油紗與創(chuàng)面粘連，肉芽組織生長緩慢，痂皮延遲形成（圖2D）。術(shù)后第10天，實驗組創(chuàng)面面積進一步縮小，僅有少量滲出;對照組創(chuàng)面面積變化較小，部分可見結(jié)痂（圖2E）。至術(shù)后第14天，實驗組創(chuàng)面接近愈合，外觀與正常皮膚組織接近;對照組創(chuàng)面部分愈合，殘存創(chuàng)面可見結(jié)痂，個別實驗對象創(chuàng)面有少量滲出以及異味（圖2F）。

創(chuàng)面面積重復(fù)測量設(shè)計的方差分析結(jié)果顯示，兩組不同時間點創(chuàng)面面積比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（F=3 103.51、2 277.10，P<0.001）;實驗組術(shù)后第3、5、7、10、14天的創(chuàng)面面積均小于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=147.92～402.10，P<0.001）。見表1。

創(chuàng)面愈合率重復(fù)測量設(shè)計的方差分析結(jié)果顯示，兩組不同時間點的創(chuàng)面愈合率比較，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=729.31、385.58，P<0.001）;實驗組術(shù)后各時間點的創(chuàng)面愈合率均高于對照組，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=222.42～463.42，P<0.001）。見表2。

2.2 兩組創(chuàng)面組織學(xué)觀察

術(shù)后第7天，實驗組創(chuàng)面可見肉芽組織增生，新生血管開始形成，炎癥反應(yīng)較輕，恢復(fù)狀態(tài)良好（圖3A）;對照組創(chuàng)面可見水腫及滲出顯著，肉芽組織排列紊亂，大量急慢性炎性細胞浸潤，毛細血管排列不規(guī)則（圖3B）。術(shù)后第14天，實驗組創(chuàng)面肉芽組織更為致密，大量毛細血管及膠原纖維增生，可見新生上皮，總體形態(tài)接近正常組織（圖3C）;對照組創(chuàng)面仍可見大量肉芽組織形成，提示組織處于修復(fù)狀態(tài)（圖3D）。

3 討 論

創(chuàng)面敷料在創(chuàng)面修復(fù)中發(fā)揮著重要作用[10]，理想的創(chuàng)面敷料應(yīng)具有以下特點[11-13]：①良好的功能性，能促進皮膚組織生成，加速創(chuàng)面愈合;②良好的封閉性，使創(chuàng)面與外界環(huán)境隔絕，既能減少水分及蛋白質(zhì)、電解質(zhì)的流失，又能阻止細菌等微生物侵入，降低感染風(fēng)險;③良好的通透性，有利于創(chuàng)面分泌物的排出及氣體交換;④良好的組織相容性，無明顯的排異反應(yīng)。

本研究選用CS和PCL作為靜電紡絲納米纖維的原料。CS多存在于節(jié)肢動物的外骨骼或真菌的細胞壁中[14]，能促進細胞增殖，具有良好的生物相容性、生物降解性以及抗菌、止血和黏膜黏附性能，還可抑制瘢痕成纖維細胞的增殖，防止瘢痕組織形成，在生物醫(yī)學(xué)、食品、醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用[15-21]。PCL是一種由生物可降解聚合物構(gòu)成的晶體材料，由于其特殊的碳鏈結(jié)構(gòu)，PCL具有良好的組織相容性、柔韌性、加工性及力學(xué)性能，可以調(diào)節(jié)靜電紡絲納米敷料的機械強度[22-24]。因此，CS和PCL共混不僅保留了材料本身的優(yōu)點，還可互補兩種材料的不足[25]，使納米纖維的機械強度和性能更符合創(chuàng)面敷料的性能要求。

本實驗結(jié)果顯示，應(yīng)用靜電紡絲納米支架敷料的實驗組創(chuàng)面愈合過程中肉芽組織新鮮紅潤，痂皮形成更早，在各時間點的愈合率均高于對照組，愈合后形態(tài)更接近于正常皮膚。本研究組織學(xué)觀察顯示，實驗組創(chuàng)面水腫更輕，新生血管的形成也更多，肉芽組織更為致密，提示靜電紡絲納米支架敷料可促進創(chuàng)面愈合。其機制可歸納為以下幾點。①靜電紡絲納米纖維空間形態(tài)與ECM極為接近[26]，而ECM作為皮膚細胞生存的微環(huán)境，具有支持、連結(jié)、營養(yǎng)細胞的作用，可參與細胞的增殖、分化及遷移等環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)生長因子的釋放，影響血管生成及炎性反應(yīng)，參與皮膚創(chuàng)傷中肉芽組織的形成，促進表皮細胞遷移，最終使創(chuàng)面完成再上皮化[27-28]。靜電紡絲納米支架敷料通過模擬ECM的功能發(fā)揮作用，為細胞黏附增殖提供了條件[29]。②靜電紡絲納米支架敷料可為創(chuàng)面提供濕潤的微環(huán)境[30]，而相對濕潤的環(huán)境可以促進創(chuàng)面釋放并激活多種酶類，有利于清除皮膚創(chuàng)面的結(jié)痂及壞死組織，促進創(chuàng)面釋放生長因子，加速表皮細胞遷移，促進創(chuàng)面愈合[31-32]。③靜電紡絲納米敷料具有很高的孔隙率[33]，利于創(chuàng)面透氣，可促進細胞的呼吸作用。有研究結(jié)果表明，創(chuàng)面的愈合過程需要適當(dāng)?shù)难鯕鈪⑴c，在低氧狀態(tài)下，血管生成、細胞增殖及各類細胞因子和生長因子的釋放受阻，創(chuàng)面將延遲愈合[34]。故靜電紡絲納米支架敷料具有良好的功能性、封閉性和通透性，是一種理想的創(chuàng)面敷料。

綜上所述，靜電紡絲納米支架敷料可以顯著促進創(chuàng)面愈合，降低創(chuàng)面滲出及感染的風(fēng)險，減少敷料與創(chuàng)面的粘連，且無明顯毒副作用，具有廣闊的發(fā)展空間，為創(chuàng)面敷料的研究提供了新方向。

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（本文編輯 馬偉平）

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