伤科黄水/聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维创面敷料的制备及其性能

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.230159

摘要/Abstract

摘要：

浸有中药伤科黄水的纱布处理伤口，药效短，需要反复用药，且易与伤口粘连，无法在吸收伤口分泌物的同时防止水分和电解质的流失等，限制了伤科黄水的应用和效果。针对上述问题，以超亲水高分子聚乙烯醇（PVA）为原料，通过高压静电纺丝，制备了一种担载伤科黄水的聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维创面敷料。该创面敷料具有良好的机械性能、吸液能力和药物缓释功能，细胞毒性实验中，伤科黄水/PVA静电纺丝纳米纤维膜组的细胞存活率均在75%以上；其中，PVA质量分数为10%、黄水质量分数为2%的静电纺丝纤维膜，具有较高的拉伸强度和弹性模量，且具有良好的延展性和吸收渗出液能力，吸液能力可达自身重量的8倍以上。大鼠皮肤全层缺损修复实验中，该组创面敷料的愈合速度和创面修复效果明显优于伤科黄水原药组及其它低药物含量组。该伤科黄水/PVA静电纺丝纳米纤维膜可作为一种良好的创面覆盖物，吸收创口渗出、加速皮肤缺损修复，在拓宽院内制剂中药伤科黄水的应用形式和增强其使用效果等方面具有十分广阔的前景。

关键词: 静电纺丝, 聚乙烯醇, 伤科黄水, 细胞毒性, 皮肤缺损修复, 医用敷料

Abstract:

Shangkehuangshui is a traditional chinese medicine lotion. At present， gauze impregnated with traditional Chinese medicine Shangkehuangshui is generally used in clinical treatment of wounds， which has short efficacy and needs to change the dressing repeatedly， and gauze is easy to adhere to wounds. Gauze impregnated with Shangkehuangshui cannot preventing water and electrolyte loss while absorbing wound secretions， which limits the application and effect of Shangkehuangshui in traumatology. To solve the above problems， a kind of polyvinyl alcohol （PVA） electrospinning nanofiber dressing is prepared by high pressure electrospinning using the superhydrophilic polymer PVA as raw material. Through the characterization and testing of its structure and properties， PVA/HS electrospun fiber film shows great mechanical properties， liquid absorption capacity and drug slow release function. In the test of cytotoxicity， the survival rate of cells in the Shangkehuangshui/PVA electrospinning nanofiber membrane groups are above 75%. Among them， the electrospun fiber membrane with PVA content of 10% and Shangkehuangshui content of 2% has high tensile strength and elastic modulus， and has good ductility and exudate absorption capacity， which can reach more than 8 times of its own weight. In the rat full-layer skin defect repair experiment. The healing speed and healing effect of the wound dressing in this group are significantly better than those in the Shangkehuangshui original medicine group and other low drug content groups. These results indicate that the Shangkehuangshui/PVA electrospinning nanofiber film can be used as a good wound covering， absorbing wound exudation， accelerating skin defect repair， and has a broad prospect in broadening the application form and enhancing the application effect of Shangkehuangshui in traumatology.

Key words: Electrostatic spinning, Polyvinyl alcohol, Shangkehuangshui, Cytotoxicity, Skin defect repair, Wound dressing

中图分类号:

O632

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Kai-Jun LEI, Run-Run QIANG, Huai-Guo LI, Fang-Hao ZHENG, Zi-Xue JIAO, Zong-Liang WANG, Yu WANG, Ming-Feng HE, Pei-Biao ZHANG. Preparation and Characterization of Shangkehuangshui/Polyvinyl Alcohol Electrospinning Nanofiber Membranes as Wound Dressing[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2023, 40(11): 1539-1549.

图/表 8

图1 静电纺丝装置结构示意图（a） Syringes；（b） Right-angle needle；（c） High voltage electrostatic generator；（d） A stepper motor controller connected to the motor through a circuit；（e） Moving the slide rail；（f） Fibre collection devices

Fig.1 Structure diagram of electrostatic spinning device

图2 10%PVA（A、E）、PVA/HS 8%?2%（B、F）、PVA/HS 10%?2%（C、G）、PVA/HS 12%?2%（D、H）静电纺丝膜的4KX（A-D）和25KX（E-H）的SEM图

Fig.2 SEM images of 4KX （A-D） and 25KX （E-H） of the electrospinning films of 10%PVA（A， E）， PVA/HS 8%?2% （B， F）， PVA/HS 10%?2% （C， G）， PVA/HS 12%?2% （D， H）

图3 PVA/HS 8%?2%（A）、PVA/HS 10%?2%（B）和PVA/HS 12%?2%（C）静电纺丝膜的拉伸应力-应变曲线；拉伸强度分析（D）；弹性模量分析（E）；断裂伸长率分析（F）。 *P＜0.05， **P＜0.01， ***P＜0.001

Fig.3 The tensile stress-strain curves of the electrospinning films of PVA/HS 8%?2% （A）， PVA/HS 10%?2% （B）， PVA/HS 12%?2% （C）； Tensile strength analysis （D）； Elastic modulus analysis （E）； Elongation at break analysis （F）. *P＜0.05， **P＜0.01， ***P＜0.001

图4 伤科黄水/PVA静电纺丝纳米纤维敷料的吸液能力

Fig.4 Fluid absorption capacity of Shangkehuangshui/PVA composite fiber membrane in trauma department

图5 不同载药量伤科黄水/PVA静电纺丝纳米纤维膜的（A）药物累计释放百分比和（B）累计药物释放量

Fig.5 （A） The percentage of cumulative drugs released and （B） the amount of cumulative drugs released of Shangkehuangshui/PVA electrospinning nanofiber films in traumatology with different drug load

图6 不同含药量伤科黄水/PVA静电纺丝纳米纤维敷料的细胞毒性分析，*P＜0.05， ****P＜0.0001

Fig.6 Cytotoxicity analysis of different drug content of traumatology Shangkehuangshui/PVA electrostatic spinning nanofiber dressing， *P＜0.05， ****P＜0.0001

图7 （A）第3-14天不同材料修复创面效果代表性照片；（B）第3-14天创面愈合率。 *P＜0.05， **P＜0.01， ***P＜0.001， ****P＜0.0001

Fig.7 （A） Representative photos of wound healing effects of different materials on days 3-14；（B） Wound healing rate on the 3rd to 14th day. *P＜0.05， **P＜0.01， ***P＜0.001， ****P＜0.0001

图8 （A）第7天和第14天创面边缘组织H&E染色（标尺： 100 μm）。（B）第14天Masson′s三色染色和放大图。（C）第7天和第14天α-SMA免疫组化染色（标尺： 100 μm）。（D）第7天和第14天CD 31免疫组化染色（标尺： 100 μm）。（E）第3天和第7天TNF-α和IL-6免疫荧光双标（标尺： 50 μm）

Fig.8 （A） H&E staining of wound margin on days 7 and 14 （the bar indicates 100 μm）. （B） Masson's trichromatic staining and magnification on day 14. （C） α-SMA immunohistochemical staining on days 7 and 14 （the bar indicates 100 μm）. （D） Immunohistochemical staining of CD 31 on days 7 and 14 （the bar indicates 100 μm）. （E） TNF-α and IL-6 immunofluorescence on days 3 and 7 （the bar indicates 50 μm）

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