病原体污染开放性创面可能引起持续的炎症损害，延缓胶原合成，进而导致伤口愈合的延迟。严重的表皮损伤可引起人体功能障碍甚至死亡，与伤口处理相关的较长恢复时间和极高费用给社会带来了越来越大的负担。尽管敷料的形式多种多样，现有敷料的功能有限，无法满足伤口愈合过程中涉及的各种需求。因此，开发有效和安全的多功能伤口敷料仍然是公共卫生的一大挑战。
近日，南京医科大学陈进教授团队在期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上，发表了最新研究成果“Encapsulating Antibiotic and Protein-Stabilized Nanosilver into Sandwich-Structured Electrospun Nanofibrous Scaffolds for MRSA-Infected Wound Treatment”，文章第一作者为东南大学和南京医科大学联合培养2020级在读博士生蔡铃，研究者通过静电纺丝技术制备了以聚己内酯/牛血清白蛋白/姜黄素/庆大霉素（PCL/BSA/CCM/Gen, PBCG）为亲水性内层，以包封牛血清白蛋白稳定的纳米银（BSA-Ag2O）的聚己内酯（PCL/BSA-Ag2O, PBA）为抗菌中间层，以聚己内酯（PCL）为疏水性外层的三明治结构的纳米纤维膜（SNM）。SNM的制备工艺及其抗菌应用如图1所示。
图1：用于感染伤口愈合的三明治结构纳米纤维膜的制备。(A)静电纺丝法制备三层SNM。(B) SNM的抑菌效果及SNM处理的MRSA转录组分析。(C) SNM对MRSA感染创面的体内愈合效果。
通过静电纺丝技术制备的SNM复合膜分层清晰又紧密结合（图2D）。图2G显示，SNM膜具有亲水的内层和疏水的外层，这既有利于敷料与伤口的接触，又能在一定程度上防止外部污染物的侵袭。所制备的SNM复合膜显示出良好的透气性、吸湿性和血红蛋白结合效率（止血性能），这都有利于伤口管理。
图2：不同电纺膜的SEM图像、水蒸气透过率、水接触角、吸湿性能及血红蛋白结合效率评估。
如图3A所示，相同浓度下Ag2O的抑菌活性显著低于BSA-Ag2O。而SNM对大肠杆菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）均有显示出优异的长效抗菌杀菌作用。
图3：BSA-Ag2O和不同敷料的抗菌性能评估。
转录组分析结果（图4）显示，SNM处理后MRSA中编码寡肽蛋白转运系统的oppABCD上调，而编码多药外排泵的abcA下调，这会导致抗生素的摄取增加和外排减少。此外，blaI的高表达抑制了编码青霉素结合蛋白2a（PBP2a）的mecA的表达并使细菌呈现易感表型。总的来说，SNM处理会导致MRSA耐药性降低，有利于抗生素和BSA-Ag2O协同杀菌。
图4：SNM处理的MRSA转录组分析。
伤口愈合实验证明，SNM通过高效杀灭细菌和抑制炎症因子的表达等途径加速了伤口愈合（图5）。此外，16S rDNA结果显示，SNM在杀灭MRSA的同时维持了皮肤正常菌群不受破坏，是一种具有广阔前景的创面敷料，可用于多种医疗保健用途。
图5：不同敷料对MRSA感染伤口愈合、杀菌及抑炎性能的比较。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c10994
人物简介：
陈进，南京医科大学公共卫生学院教授、博导，东南大学医工交叉研究院兼职博导，江苏特聘教授，曾获德国Humboldt Fellowship，上海市青年东方学者。担任Burns & trauma, Military Medical Science（国家卓越行动计划期刊）青年编委。近年来围绕环境纳米技术和生物效应，驼源蛋白生物医学应用， 病原微生物检测和消杀等研究方向开展工作，在J Hazard Mater, Adv Function Mater, ACS Appl Mater Interface等医工交叉领域相关期刊发表SCI论文70多篇，被引1800余次，获得授权国家发明专利8项。通讯邮箱：jchen@njmu.edu.cn
课题组近期成果：
1. Cai L, Chen J* et al. Curcumin-stabilized silver nanoparticles encapsulated in biocompatible electrospun nanofibrous scaffold for sustained eradication of drug-resistant bacteria. Journal of Hazardous Materials, 2023, 452, 131290.
2. Le G, Chen J* et al. Lysozyme-based nanozyme encapsulated in double-network hydrogel for monitoring and repair of MRSA infected wounds. Chemical Engineering Journal 2023, in press.
3. Pei W, Chen J* et al. A tumoricidal lipoprotein complex electrostatically stabilized on mesoporous silica as nanotherapeutics and nanoadjuvant for potentiating immunotherapy of triple negative breast cancer. Advanced Functional Materials, 2023, 2308117.
4. Zhou L, Chen J* et al. Deciphering photoactive species-directed antibacterial mechanism of bismuth oxychloride with nanoscale thickness-modulated photocatalytic activities. Journal of Environmental Management, 2023, 333, 117411.
5. Zhu X#, Chen J* et al. Dissection of antibacterial mechanism of zinc oxide nanoparticles with manipulable nanoscale morphologies. Journal of Hazardous Materials, 2022, 430, 128436.
