DOI:10.2147/IJN.S248970

为了改善腹壁缺损的修复效果，人们采用了多种材料和方法来减少网状物引起的炎症反应，并对该类网状物进行了改进以实现与组织匹配的力学性能。本研究通过静电纺丝、接枝和交联等方法制备了一种与阿莫西林（AMX）掺杂多壁碳纳米管（MWCNTs）集成在一起的聚己内酯（PCL）/丝素蛋白（SF）网，从而开发出可持续的抗菌柔性网。通过物理吸附将AMX负载到中空管状MWCNTs中，并通过静电纺丝PCL和SF（40:60 w/w）来构建纳米纤维结构。通过用1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）溶液处理将AMX@MWCNTs化学接枝到PCL/SF纳米纤维的表面上，以同时进行交联和涂覆。对AMX掺杂MWCNTs（AMX@MWCNTs）以及AMX@MWCNTs与PCL/SF纳米纤维的结合体进行了表征。然后，制备了功能性网并对其抗菌活性、力学性能和宿主反应进行了全面评估。研究结果表明，通过静电纺丝成功制备了PCL/SF纳米纤维结构。通过接枝和交联与AMX@MWCNT结合后，与PCL/SF网格相比，功能性网格在大肠杆菌体外生长抑制方面表现出未变形的结构、改进的表面亲水性和生物相容性界面、腹壁匹配的力学性能和缓释抗菌特性。在皮下植入的大鼠模型中，功能性网在14天内比PCL/SF网引起的炎症反应和异物反应更少。组织学分析表明，在此期间，粒细胞和巨噬细胞的浸润较少，这导致胶原蛋白松散堆积在功能性网格上，胶原蛋白掺入明显。因此，所设计的PCL/SF-AMX@MWCNT纳米纤维网具有抗菌和组织匹配的力学性能，为修复腹壁缺损提供了一种有希望的替代方法。

图1.制备PCL/SF-AMX@MWCNTs纳米纤维的示意图。

图2.PCL/SF纳米纤维的代表性SEM图像和相应的直径分布（A-C），PCL/SF-AMX@MWCNT纳米纤维的代表性SEM图像及其直径分布（D-F）。PCL/SF网格和PCL/SF-AMX@MWCNT网格的孔径（G）、孔隙率（H）和水接触角（I和J）。

图3.AMX@MWCNT颗粒（A和B）的TEM图像；AMX（C）、PCL/SF和PCL/SF-AMX@MWCNT（D）的FTIR光谱。红色箭头指示（B）中的AMX。

图4.纳米纤维网的代表性力学性能。PCL/SF网格（E和F）和PCL/SF-AMX@MWCNTs网格（G和H）在50％形变下的应力-应变曲线（A）、抗张强度（B）、断裂伸长率（C）、杨氏模量（D）和循环拉伸响应曲线。在（C）和（D）中，**P<0.01。

图5.AMX@MWCNTs和PCL/SF-AMX@MWCNTs网格体外释放AMX 72小时（A）。AMX@MWCNTs（B）和PCL/SF-AMX@MWCNTs（C）的一阶动力学方程拟合。孵育24小时后（D），不同浓度的AMX（％）对大肠杆菌生长的细菌抑制作用（D）。AMX在AMX@MWCNT、PCL/SF和PCL/SF-AMX@MWCNT网格中的负载效率（E）。与PCL/SF/AMX网（F）和PCL/SF-AMX@MWCNT网（G）共培养24小时的琼脂平板对大肠杆菌的生长抑制作用。1＃、2＃和3＃分别表示PCL/SF网格、PCL/SF-AMX网格和PCL/SF-AMX@MWCNT网格。在（A）和（D）中，*P<0.05。

图6.培养1、3和5天后（A），L929细胞的增殖情况；3天后，在盖玻片、PCL/SF网格和PCL/SF-AMX@MWCNT网格上的细胞形态。FITC鬼笔环肽（绿色）/DAPI（蓝色）染色细胞，在盖玻片和各种网格上培养3天后，细胞的胶原蛋白I（绿色）和DAPI（蓝色）染色（C）。在（A）中，*P<0.05和**P<0.01。

图7.PCL/SF网格和PCL/SF-AMX@MWCNT网格皮下植入大鼠7天或14天后的组织学分析（A）。外植体、H＆E和Masson图像中的比例尺分别为2mm、200μm和200μm。在（A）中，**表示网格，黄色箭头线标记囊的厚度；纤维囊的定量厚度（B）；CD11b、CD68和I型胶原蛋白免疫组化染色（C）；CD11b、CD68和I型胶原蛋白图像中的比例尺分别为50μm、50μm和100μm。在（C）中，**表示网格，红色虚线表示网格与胶原蛋白沉积之间的边界；染色CD11b（D）和CD68（E）阳性细胞的定量。在（B）以及（D和E）中，*P<0.05。