DOI: 10.1007/s12221-021-0490-3

植入物感染是骨科手术中最严重的并发症之一。尽管植入物界面是允许细菌定植的表面，但是植入物上的适当涂层可以有效地阻止生物膜的形成。为此，将指甲花和百里香提取物载入壳聚糖（CS）/聚环氧乙烷（PEO）基纳米纤维水凝胶中。采用两喷嘴静电纺丝技术制备了CS/PEO/指甲花和CS/PEO/百里香提取物纳米纤维，并优化了CS/PEO/草药提取物的适宜重量比。结果表明，CS/PEO的最佳配比为7/3（v/v），最佳提取物浓度为1％（v/v）。接触角测量显示包括草药负载电纺纳米片在内的所有组均具有适当的亲水性。拉伸强度测量结果表明，与对照CS/PEO纤维相比，加入指甲花和百里香对草药负载纳米纤维的拉伸强度和应变影响较小。抗菌试验表明，纤维本身或用作骨科螺钉涂层时，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均表现出良好的抑制作用。此外，涂层对红细胞无溶血作用。细胞相容性分析表明，所制备的纳米纤维水凝胶涂层与成纤维细胞具有绝对的生物相容性。本研究结果表明，指甲花和百里香提取物负载CS/PEO涂层可用于各种医疗领域，如伤口敷料和植入涂层，以防止细菌粘附、生长以及感染。

图1.不同CS/PEO比例制备的纳米纤维及其形态。

图2.在不含和含有1％（v/v）草药提取物的情况下，混合比例为7/3（v/v）的电纺CS/PEO纳米纤维的形态：（a）无提取物，（b）含有1％（v/v）指甲花，（c）含有1％（v/v）百里香，以及（d）含有1％（v/v）指甲花和1％（v/v）v）百里香。

图3.（a）百里香提取物，（b）指甲花提取物，（c）含有1％百里香的纳米纤维，（d）含有1％指甲花的纳米纤维和（e）两喷嘴静电纺丝制备CS/PEO/1％指甲花/1％百里香纳米纤维的FTIR分析。

图4.对照和提取物负载纳米纤维的拉伸强度分析：（a）对照Chi/PEO纳米纤维，（b）指甲花/百里香负载纳米纤维，（c）百里香负载纳米纤维，和（d）指甲花负载纳米纤维。

图5.指甲花和百里香提取物对革兰氏阴性菌（大肠杆菌）和革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）的杀菌活性：（a）百里香（金黄色葡萄球菌），（b）百里香（大肠杆菌），（c）指甲花（金黄色葡萄球菌）和（d）指甲花（大肠杆菌）。

图6.通过圆盘扩散法评估CS/PEO/1％指甲花和CS/PEO/1％百里香溶液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性：（a）CS/PEO/1％百里香（金黄色葡萄球菌），（b）CS/PEO/1％百里香（大肠杆菌），（c）CS/PEO/1％指甲花（金黄色葡萄球菌）和（d）CS/PEO/1％指甲花（大肠杆菌）。

图7.CS/PEO/1％指甲花/1％百里香纳米纤维涂层螺丝的抗菌活性：（a）金黄色葡萄球菌和（b）大肠杆菌。

图8.在血琼脂上的CS/PEO/1％指甲花/1％百里香纳米纤维（a）和涂层纳米纤维植入物（b）。

图9.纳米纤维样品置于37℃下60分钟的溶血百分比。

图10.通过MTT法测定成纤维细胞在纳米纤维上的增殖和活性。

图11.成纤维细胞在CS/PEO/1％指甲花/1％百里香纳米纤维上培养7天后的SEM图像。