一、研究背景

伤口愈合是一个复杂的现象，涉及一系列步骤，从炎症开始，作为健康过程的一部分。然而，在慢性伤口愈合过程中，延长的炎症期会破坏正常的愈合机制。众所周知，这种伤口会给病人造成严重的痛苦，并对医疗保健系统造成重大的经济负担为此，非甾体抗炎药（NSAIDs），特别是布洛芬（IBU），已成为减轻慢性伤口愈合过程中炎症和疼痛的潜在解决方案。含有非甾体抗炎药的局部伤口敷料的发展已被证明可以促进慢性伤口的愈合以及局部减轻患者的疼痛。此外，伤口愈合期间的皮肤温度在30至34°C之间波动，较高的温度与愈合受损有关。因此，当皮肤温度超过正常范围时，用于IBU递送的热响应载体的开发可能是慢性伤口治疗的创新。事实上，Andgrie等人已经设计了一种可注射的水凝胶来局部施用非甾体抗炎药，但更多孔和透气的解决方案是需要的。

为此，静电纺丝是制造由纳米级直径的纳米纤维（NFs）组成的机械稳定网格的一种可靠且成熟的方法事实上，通过对以给定流速发射的聚合物溶液施加电场，形成射流，当射流流向收集器时，溶剂蒸发导致固体纳米纤维的沉积。这种技术导致高多孔纳米纤维膜的生产，在材料科学中表现出最高的表面体积比之一因此，在过去的几十年里，由于其上述固有特性以及在用于静电纺丝的聚合物溶液中混合药物剂和在纳米纤维中直接包封药物的能力，电纺丝纳米纤维一直是药物输送系统设计的焦点。由于支架继承了用于静电纺丝的聚合物的物理特性，聚合物系统的选择允许特定的膜设计能够响应生理和环境条件的变化（pH值，温度，光线等）。在过去的几十年里，这些独特的性能推动了电纺伤口敷料的发展。例如，Morgado等人开发了一种PVA/壳聚糖贴片，能够在3天内释放IBU，体内效率测试表明，当IBU被加载到支架中时，伤口愈合得更快。

为了开发用于慢性伤口愈合的IBU负载电纺丝贴片（图1），我们通过调整溶液和工艺性能，优化了不同乙烯含量（32、38和44 mol%）的EVOH共聚物在DMSO中的电纺丝。然后通过傅里叶变换红外光谱、x射线散射和x射线光电子能谱对膜的ζ-势、水接触角和化学成分进行了表征。研究了EVOH纳米纤维的热学和力学行为，以评估其作为伤口愈合贴片的能力。此外，将不同乙烯含量的IBU包封在纳米纤维支架内，并在25°C和37.5°C下评估其释放动力学。最后，用正常人成纤维细胞评价支架的细胞相容性。

图1.(A)本研究中使用的聚乙烯醇（EVOH）共聚物和(B)静电纺丝装置的图示。

二、摘要

慢性伤口的特点是长时间的炎症期阻止了伤口愈合和皮肤自然再生的正常过程。为了解决这个问题，电纺丝纳米纤维具有高表面体积比和高孔隙率，是设计抗炎药物输送系统的有希望的候选材料。在这项研究中，我们评估了不同化学成分的聚乙烯醇纳米纤维释放布洛芬的能力，以潜在地治疗慢性伤口。首先，在DMSO中对不同乙烯含量（32、38、44 mol%）的聚乙烯醇共聚物的静电纺丝工艺进行了优化。通过最先进的技术研究了膜的形态和表面性能，并评估了乙烯含量对每种膜的机械和热性能的影响。此外，在生理温度范围内，布洛芬从纳米纤维的释放动力学表明，无论乙烯含量如何，在37.5℃时释放的布洛芬比在25℃时释放的布洛芬多。此外，在25°C时，随着膜中乙烯含量的增加，药物释放量减少。最后，这些支架对正常的人成纤维细胞没有细胞毒性，为设计用于治疗慢性伤口的电纺丝贴片铺平了道路。

三、结论

在这项研究中，我们报道了一种机械稳定的静电纺丝网的设计以及由此产生的IBU释放动力学。我们发现，由于纤维和药物之间强烈的疏水相互作用，用于静电纺丝的EVOH共聚物中较高的乙烯含量导致较少的IBU从支架中释放出来。此外，所提出的膜具有优异的机械性能和细胞相容性，使其成为生物医学应用的载药纳米纤维贴片的有希望的候选者。进一步的研究应该调查使用EVOH NFs的其他化合物的释放，以及贴片允许药物通过皮肤扩散的能力，使用体外和体内方法。

图2.(A)和(D) EVOH44, (B)和(E) EVOH38, (C)和(F) EVOH32共聚物的最终电纺丝纳米纤维的形貌和直径分布。