一、研究背景

皮肤是人体最大的器官，是保护我们免受外部威胁的重要屏障。除了阻止细菌、病毒和其他微生物的入侵，皮肤在调节内分泌系统中起着关键作用。因此，及时治疗皮肤损伤对于预防潜在风险至关重要。不幸的是，慢性伤口，如糖尿病足溃疡和严重烧伤，往往需要长期和先进的医疗干预，给患者带来沉重的经济负担。传统的伤口治疗策略包括自体移植、同种异体移植和异种移植然而，这些方法受到可用性有限、供体短缺和免疫排斥风险的影响。因此，先进的创面敷料可以替代部分植皮功能并促进创面愈合是非常可取的。

伤口敷料可以分为传统的选择，如纱布，和新的替代品，包括水凝胶、泡沫和电纺纳米纤维膜。其中，电纺丝设备制备的纳米纤维膜因其孔隙率高、比表面积大、机械强度合适而受到了相当大的关注。此外，电纺纳米纤维膜的纳米网络结构与皮肤的天然细胞外基质（ECM）非常相似，使其成为伤口治疗的有希望的候选者。此外，静电纺丝已经从单流体发展到并排或同轴，三轴甚至其他多流体衍生结构，包括核-壳，多孔， Janus甚至更复杂和精细的结构。这提供了一种直接和实用的方法来利用广泛的原料或改性材料，提供对纳米纤维形态和结构的控制。此外，纳米纤维膜可以作为生物分子和药物的可控递送和释放的载体，扩大其在伤口愈合领域的应用。

皮肤主要由水和有机基质组成，但它也含有各种无机元素，包括钙、铁、硅和锌。通过将这些无机成分与有机基质结合，杂交纳米纤维膜的生物活性可以大大增强。因此，近年来，利用静电纺丝制造有机/无机杂交纳米纤维作为新型伤口敷料得到了迅速发展。

虽然许多优秀的评论文章探索了混合材料在伤口愈合方面的潜力，但它们往往侧重于特定方面，如生物活性特性或天然混合材料的合成途径然而，尽管静电纺丝是制备伤口敷料最普遍的方法之一，但值得注意的是，缺乏对静电纺丝混合材料最新进展的综述。因此，本文旨在通过综述混合纳米纤维作为伤口敷料的制备及其具体应用来弥补这一空白。本文首先讨论了三种典型的静电纺丝有机/无机杂化纳米纤维的制备方法，包括直接静电纺丝、同轴静电纺丝和后续负载静电纺丝。随后系统总结了电纺有机/无机杂化纳米纤维的应用，包括止血、抗菌、促进细胞增殖和迁移、加速血管生成等直接应用（抗炎、抗氧化和滤泡再生）和间接应用（载药）（图1）。此外，还讨论了hnf促进伤口愈合的潜在机制。最后，我们对目前的研究状况进行了全面的总结，并对未来的发展趋势提出了见解。

图1.用于伤口愈合的电纺丝有机/无机杂化纳米纤维（HNFs）示意图。

二、摘要

静电纺丝设备制备的纳米纤维膜作为组织重建的支架具有很大的前景，在其结构上反映了天然细胞外基质（ECM）。然而，其有限的生物活性功能阻碍了其促进伤口愈合的有效性。无机纳米颗粒具有良好的生物相容性，可以加速伤口愈合；然而，以粒子形式部署它们会带来与移除或收集相关的挑战。为了充分利用这两种成分的优势，电纺丝有机/无机混合纳米纤维（hnf）已经成为加速伤口愈合和在整个愈合过程中保持稳定性的突破性解决方案。在这篇综述中，我们概述了hnf在伤口治疗中的应用的最新进展。本文首先介绍了几种制备杂化纳米纤维的方法，包括直接静电纺丝、同轴静电纺丝和负载静电纺丝。这些技术有助于微纳结构的构建和无机离子的可控释放。随后，我们深入研究了高通量纤维在促进伤口再生过程中的多种应用。这些应用包括止血、抗菌、抗炎、刺激细胞增殖和促进血管生成。最后，我们提供了对混合纳米纤维伤口敷料应用的前景趋势的见解，绘制了这一动态研究领域的前进道路。

三、结论

由于电纺有机/无机杂化纳米纤维的电化学模拟结构和无机纳米材料的生物活性的协同作用，电纺有机/无机杂化纳米纤维在促进伤口愈合方面具有很大的前景。本文描述了几种制备这种杂化纳米纤维的方法。值得注意的是，在静电纺丝之前预混无机和有机成分是最简单和最普遍的技术，可以精确控制成分比例。虽然同轴静电纺丝带来了复杂性，但其最大的优点在于无机离子或治疗剂的可控释放。静电纺丝与随后的负载的方法熟练地将无机纳米颗粒固定在纳米纤维表面，提供有利于调节细胞反应的定制形态。然而，释放聚合物纳米纤维中均匀纳米颗粒分布的全部潜力需要先进的静电纺丝和合成方法。此外，全面研究无机纳米颗粒和有机纳米纤维之间相互作用的键合机制是必要的，因为它将进一步阐明混杂纳米纤维制造的设计原则。

综述了电纺有机/无机杂化纳米纤维在加速伤口愈合各阶段的应用，包括止血、抗菌、细胞增殖与迁移、血管生成等。简而言之，粘土矿物纳米颗粒为基础的杂交纳米纤维成为止血的首选。除了常用的金属基纳米材料（Ag、ZnO、CuO、TiO2等）外，无机非金属纳米材料（GO、MOF等）在抑制细菌感染方面也表现出了显著的功效。生物玻璃已被证明在促进细胞增殖和迁移，甚至血管生成方面是有效的。在无机纳米颗粒阵列中，ZnO因其Zn2+离子的抗菌活性和刺激血管再生的能力而最受青睐。聚合物如PLLA和PLGA也普遍采用，由于它们的生物相容性和易静电纺丝特性。然而，这些无机纳米颗粒的生物毒性及其在体内的循环/排出途径仍有待充分研究。换句话说，混合纳米纤维中各组分的浓度和离子的可控释放需要精细调节，以避免潜在的副作用。

展望未来，伤口敷料领域的一个关键转变是生物可吸收材料的出现，以减轻敷料变化带来的挑战。因此，对多功能有机/无机杂化纳米纤维的需求不断增加，这些纳米纤维可以在一次敷料中加速伤口愈合过程的所有四个阶段。此外，多流体静电纺丝及其合成的多腔室纳米结构可以定制混合纳米纤维的成分和层次结构，是一个值得开发的新方向。无机材料和生物聚合物的体内降解产物促进伤口愈合的生物学机制有待进一步探索。像高通量筛选和器官芯片这样的创新方法在加速新型杂交纳米纤维的发展和减少对动物实验的依赖方面具有巨大的潜力。通过材料科学、生物工程和临床实践等不同领域的研究人员的共同努力，静电纺有机/无机杂化纳米纤维有望在商业上取得巨大的成功。

图2.电纺丝有机/无机杂化纳米纤维（HNFs）的制备方法示意图：(a)直接电纺丝，(b)同轴电纺丝，(c)负载电纺丝。

图3.高纤维促进伤口愈合的示意图：(a)覆盖在伤口上的高纤维纤维示意图；(b)分层纳米结构如何在指导细胞行为中发挥关键作用的说明；(c)活性物质的释放如何调节伤口周围的微环境和细胞行为的插图。