手术部位感染（SSIs）是术后常见并发症，全球约 2-5% 住院手术患者受其影响，占医疗相关感染的 20%，可引发从轻度到严重的并发症，如败血症、慢性伤口、延长住院时间和额外手术等。为应对这一挑战，意大利比萨大学药学系B. Conti  教授团探索了一种创新的药物递送系统——静电纺丝形状记忆贴剂。该贴剂结合了静电纺丝技术和形状记忆聚合物的特点，负载庆大霉素（GS）药物，旨在通过微创技术植入人体，实现局部抗感染治疗。

具体来说，研究团队选用了聚乳酸 - 聚己内酯共聚物（PLLA-co-PCL），利用其玻璃化转变温度接近人体体温的特性，将其溶解于二氯甲烷中，加入庆大霉素并超声去除气泡后，通过静电纺丝机进行纺丝，制得载药纤维贴片。随后，对贴片进行热处理以赋予其形状记忆性能。制备见图1。需要注意的是，庆大霉素作为广谱氨基糖苷类抗生素，常用于治疗多重耐药菌感染，但全身给药易引发肾毒性和耳毒性。因此，将其载入贴剂中，可实现局部精准给药，减少全身副作用，提高治疗效果。

本研究证实，即使在将庆大霉素载入电纺矩阵并在 60℃下进行热处理后，PLLA-co-PCL 70:30 的形状记忆性能依然得以保持，见图2。这表明贴片在载药和热处理后仍能有效固定新形状并在体温下恢复原形，具备良好的形状记忆性能。这一特性使贴片能够通过微创器械植入体内特定部位，并在体温触发下恢复至预设形状，实现精准治疗。

有趣的是，60℃的热处理既未显著影响纳米纤维的形态，也未影响药物释放行为。见图3。药物释放测试表明，热处理贴片与未处理贴片的药物释放曲线在前 80 小时几乎重合，之后热处理贴片释放速率略有下降，但整体释放持续时间仍达 25 天左右，见图4。这说明热处理未加速药物释放，反而可能因结晶度提高使药物释放更加缓慢、持久，有利于延长贴片在体内的抗菌效果，减少给药次数。

图4：SMT前（蓝线）和后（浅蓝线）电纺贴片中庆大霉素的体外释放

 

贴片的机械性能使其适用于体内多个区域的内部手术伤口，主要涵盖软组织。实验测得贴片的杨氏模量在载药后有所提高，经热处理后略有降低，但仍处于软组织（如皮肤、肌肉、软骨）的杨氏模量范围内。这使贴片能够与软组织良好适配，减少不适感，同时具备足够的机械强度，满足手术伤口覆盖和保护的需求，参见表1。

贴片对庆大霉素敏感的金黄色葡萄球菌菌株展现出显著的抗菌效果。实验中，对标准菌株 S.aureus ATCC 25923 和临床分离株 S.aureus 2227 SM02 进行测试，结果显示，当贴片中庆大霉素含量达到一定量时，可实现对细菌生长的有效抑制，部分情况下甚至达到完全杀菌效果。例如，4μg 的庆大霉素载药贴片对 S.aureus ATCC 25923 菌株实现了 95% 的生长抑制，9μg 时则完全抑制细菌生长；对临床分离株 S.aureus 2227 SM02，6μg 的载药贴片即可实现 100% 生长抑制，参见表2。这一抗菌效果验证了贴片在预防和治疗手术部位感染方面的潜力，尤其是在应对多重耐药菌感染时，有望成为一种重要的局部抗菌治疗手段。

综上所述，该研究为手术部位感染的局部治疗提供了新的策略，通过结合静电纺丝技术和形状记忆聚合物的创新贴剂设计，有望显著改善患者的治疗效果并降低并发症风险。本文中提及的静电纺丝形状记忆贴剂的研究成果，不仅展示了静电纺技术在制备新型药物递送系统方面的巨大潜力，也凸显了静电纺丝设备在实现这些创新应用中的重要性。静电纺丝设备能够精确控制纤维的形态和结构，可为药物递送和组织修复提供定制化的解决方案。此外，其生产步骤简单好操作，使得研究人员能够将复杂的聚合物材料加工成具有特定功能的纳米纤维结构，从而满足医用材料在生物相容性、机械性能和药物释放行为等方面的严格要求。微迈MN60静电纺丝机，多针下纺系统，支持多样化精准制备条件，支持各类生物材料的研发及实验。未来，随着静电纺丝技术的进一步发展和设备的不断优化，必将在医疗领域开辟出更多的创新路径，为解决复杂的临床问题提供全新的策略和手段。

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文献来源：https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2025.125393