文献导读：

近期，河北工业大学夏丹副教授等人制备了一种具有非对称润湿性的三层纳米纤维膜，以促进伤口愈合。该膜具有亲水的内层装载盐酸利多卡因，疏水的中间层装载环丙沙星，疏水的外层具有防水和抗粘附性能。相关研究成果以“Spatially engineering tri-layer nanofiber dressings featuring asymmetric wettability for wound healing”为题目，发表于期刊《Nano Materials Science》上。

本文要点：

1、受皮肤结构启发，该研究开发了一种具有不对称润湿性的三层纳米纤维膜（TNM），包括载有盐酸利多卡因（LID）的亲水内层、载有环丙沙星（CIP）的疏水中间层和疏水外层。

2、采用 CIP 的疏水性中层可长期抑制细菌生长，采用 LID 的亲水性内层具有最佳的吸水能力和透气性。

3、TNM将水接触角从10°（内层）显着提高到120°（外层），表现出不对称的润湿性，可以在材料内定向输送伤口渗出液，同时保持舒适湿润的环境，促进伤口愈合。

4、LID和CIP的顺序释放可以分别快速缓解疼痛并实现长期抗菌效果。此外，TNM 对 L929 细胞表现出优异的生物相容性。TNM可以预防感染、加速上皮再生并显着加速伤口愈合。

三层纳米纤维膜的不对称润湿性如何促进其伤口愈合的有效性?

三层纳米纤维膜的非对称润湿性通过促进伤口渗出液在材料内的定向运输，在伤口愈合中起着至关重要的作用。疏水外层有效隔离外界水和微生物的入侵，减少创面蒸发。这有助于保持湿润的环境，有利于伤口愈合。具有最佳吸水能力的亲水性内层促进伤口渗出液的快速吸收，而疏水性中间层则保持对细菌生长的长期抑制。不同膜层的这种特性组合产生了协同效应，增强了敷料在促进伤口愈合方面的整体效果。

盐酸利多卡因(LID)和环丙沙星(CIP)在不同膜层的主要优点如下:

1、亲水内层盐酸利多卡因(LID)：

1）LID具有最佳的吸水能力，促进伤口渗出物的快速吸收。

2）LID能够快速释放镇痛特性，在伤口愈合的初始阶段有效缓解疼痛。

3）LID的存在支持细胞增殖和粘附，有助于组织修复。

2、疏水中间层环丙沙星(CIP):

1）CIP保持长期缓慢释放抗菌特性，抑制细菌生长在较长时期。

2）CIP的抗菌特性有助于预防感染，促进伤口愈合的无菌环境。

通过在中间层加入CIP，确保膜持续的抗菌效果，同时保持防水和保护屏障。

Scheme 1：TNM的制备示意图。a)顺序静电纺丝制备的具有非对称润湿性的TNM可避免细菌感染，并可使LID和CIP以不同的释放速率释放，加速创面愈合；(b)应用于创面部位的TNM模型及分离层润湿性图。

图1 (a-c) PCL、PCL- CIP和PVA-LID纤维的SEM图像和(d-f)相应的直径分布；(g) CIP、LID药物及不同纤维膜的FTIR光谱；(h - 1) TNM纤维的SEM图和EDS图。

图2 (a)应力-应变曲线，(b)抗拉强度，(c)断裂伸长率，(d)不同纳米纤维膜的弹性模量。

图3 (a)不同纳米纤维膜的水接触角；(b)纳米纤维膜的排水性能；(c)为TNM纳米纤维膜的动态水接触角两侧；(d)创面渗出物定向输送机理示意图。

图4 各种纳米纤维膜的物理化学性质。

图5 TNM的体外药物释放。(a) LID；(b) CIP。

图6 不同纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性。(a)抑制带测定；(b)抑制率；(c)不同膜上细菌的SEM图像；(d, e)不同纳米纤维膜5天的抗菌效果。

图7 不同纳米纤维膜对(a) L929细胞和(b)成纤维细胞的细胞毒性；(c)成纤维细胞1、3、5天的荧光成像。

图8 不同样品处理伤口皮肤组织染色切片及统计。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoms.2024.01.008