皮肤作为人类外在的保护屏障，在保护身体免受疾病和意外伤害方面发挥着重要作用。然而，外部因素，如感染和炎症，对皮肤造成严重的组织损伤，进而导致持续的慢性创伤。所以皮肤损伤一直是一个医疗挑战。快速的伤口愈合以及创建细胞增殖的软环境对于避免进一步的并发症和慢性感染至关重要。研制加速伤口愈合的人造皮肤一直是组织工程的前沿课题之一。目前人造皮肤的研究主要集中在多种材料的优势组合来实现功能上的互补，所以开发多功能的人造皮肤（抗菌、高愈合率、细胞相容性以及增强机械性能）成为一个研究的热点。
基于此，南京工业大学化工学院、材料化学工程国家重点实验室陈苏教授与福建农林大学庞杰教授合作，利用静电纺丝技术（设备由南京捷纳思新材料有限公司与南京贝耳时代科技有限公司联合研制）制备了一种无机/有机复合的高性能人造皮肤。首先，在微流控芯片的作用下，将生物活性玻璃(Bioactive glass)和沸石咪唑骨架 (ZIF-8)原位分散到PCL/PVA基质的人造皮肤中。在制备过程中，带负电荷的BG和带正电荷ZIF-8通过静电吸引自发地排列在纳米纤维表面上，形成类似于葫芦串的纤维结构。纤维膜和ZIF-8的高比表面积和高孔隙率有利于细胞的增殖、粘附和迁移。受益于BG中钙、硅离子的缓慢释放，人造皮肤表现出促进生长因子和皮肤再生。与此同时，BG提高了人造皮肤的亲水性，为细胞粘附增殖提供了理想的微环境。此外，ZIF-8释放适量的活性锌离子，为人造皮肤提供了高效的抗菌性能。静电纺丝和微流控芯片进行耦合，可充分发挥BG与ZIF-8之间的协同效应，从而使得人造皮肤的机械强度，抗菌性和愈合率大幅度提高。PCL/PVA@BG/ZIF-8人造皮肤具有较高的拉伸强度(26MPa)和抗菌性能(对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到89.64% 和78.8% )。更重要的是，PCL/PVA@BG/ZIF-8(1 wt%)组的伤口收缩率为95%，12天内的肉芽生长厚度为2.2 mm，均优于未负载BG/ZIF-8的人造皮肤。因此，多材料优势组合实现功能互补的方法为人造皮肤的进一步设计提供了有效途径。该研究成果于近日发表在国际重要刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》上（题目：Versatile Bioactive Glass/Zeolitic Imidazolate Framework-8-Based Skin Scaffolds toward High-Performance Wound Healing）。南京工业大学硕士研究生侯永春和福建农林大学徐晓薇为共同第一作者。南京工业大学陈苏教授、刘畅博士后与福建农林大学庞杰教授为共同通讯人。该课题得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发发展计划、江苏省高等学校重点学科建设项目、江苏省自然科学基金等基金的资助和支持。
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