DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c01411
细菌感染是组织工程支架失败的主要原因。因此,需要一种既能促进组织再生又能抗感染的新型多功能生物材料。在本研究中,通过使用单喷嘴静电纺丝法将蜂蜜和一氧化氮(NO)供体S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺(SNAP)掺入聚乳酸(PLA)纳米纤维中,制备了一种抗菌且具有生物活性的支架。使用扫描电子显微镜观察所制备纳米纤维的形态。PLA/蜂蜜/SNAP(PLA/HN/SNAP)纳米纤维的平均直径为624.92±137.69nm,NO持续释放48h。通过傅立叶变换红外光谱对支架的化学组成进行表征。此外,还对纳米纤维的拉伸性能、润湿性、保水性和水蒸气透过率进行了评估。抗菌研究结果表明,蜂蜜和SNAP的协同作用显著降低了革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌的活性。此外,定性和定量的3T3成纤维细胞培养实验证明,与PLA相比,PLA/HN/SNAP支架支持更好的细胞附着和增殖。上述研究结果表明,PLA/HN/SNAP纳米纤维支架在组织工程领域具有广阔的应用前景。
图1.具有不同蜂蜜重量百分比的PLA纳米纤维的SEM图像:(A)5,(B)10,(C)15和(D)10%蜂蜜和SNAP。
图2.SNAP、蜂蜜、PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维的FTIR光谱。
图3.PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维的应力/应变曲线。
图4.37℃下PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维48小时内的NO释放量。
图5.PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维对金黄色葡萄球菌的抗菌活性。PLA/HN/SNAP纳米纤维显示出最好的金黄色葡萄球菌杀灭效果(**表示p<0.01)。
图6.PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维对大肠杆菌的抗菌活性。PLA/HN/SNAP纳米纤维显示出最好的大肠杆菌杀灭效果(**表示p<0.01)。
图7.暴露于PLA(A-C),PLA/HN(D-F),PLA/SNAP(G-I)和PLA/HN/SNAP(J-L)纳米纤维的金黄色葡萄球菌的活/死染色。
图8.暴露于PLA(A-C),PLA/HN(D-F),PLA/SNAP(G-I)和PLA/HN/SNAP(J-L)纳米纤维的大肠杆菌的活/死染色。
图9.使用PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维的24小时浸出液对小鼠成纤维细胞进行基于CCK-8染料的细胞活力测定(**表示与PLA相比,p<0.01)。
图10.在(A)PLA,(B)PLA/HN,(C)PLA/SNAP和(D)PLA/HN/SNAP纳米纤维上生长的3T3成纤维细胞的荧光显微镜观察。蓝色:DAPI;绿色:F-肌动蛋白。
图11.培养24h后,从PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP纳米纤维分离的小鼠成纤维细胞数目(**表示与PLA相比,p<0.01)。