Biomaterials | 超声响应微纤维通过声动力疗法和电刺激促进伤口愈合

文摘   2024-09-09 11:00   浙江  
2024.09.02. 东南大学、新加坡国立大学研究团队联合在Biomaterials》(IF=12.8)上发表文章 “Ultrasound-responsive microfibers promoted infected wound healing with neuro-vascularization by segmented sonodynamic therapy and electrical stimulation”,超声响应微纤维通过分段声动力疗法电刺激促进神经血管化感染伤口愈合



由于持续感染以及对神经和血管的相关损伤,细菌感染的伤口对愈合提出了挑战。虽然声动力疗法可以帮助杀死细菌,但它受到残留氧化应激的限制,导致炎症持续时间延长。


为了解决这些障碍,开发了新型4-辛基衣康酸(4-OI)涂层的掺锂ZnO/PLLA压电复合微纤维,在超声治疗下提供全程“靶向”治疗。 Li原子的加入会导致ZnO晶格畸变并增加带隙,通过对齐的PLLA构象设计增强复合微纤维的压电和声催化性能。


在感染和炎症阶段,压电微纤维表现出时空依赖性的治疗效果,在声动力治疗下15分钟内迅速消除超过94.2%的金黄色葡萄球菌。在此阶段之后,微纤维捕获活性氧并帮助巨噬细胞重新编程,恢复线粒体功能,实现体内平衡并缩短炎症周期


随着伤口愈合阶段的进展,生物活性Zn2+Li+离子不断释放,改善细胞募集,压电刺激通过神经血管化增强伤口恢复。与市售敷料相比,本研究的超细纤维可加速大鼠伤口(Φ=15毫米)的闭合,并在12天内不留疤痕。这种伤口管理策略为感染伤口治疗提供了一条有前途的途径。


压电微纤维在逐步超声治疗下的伤口愈合机制示意图


压电ZnO和ZnLiO纳米棒的表征


压电微纤维的微观结构、降解和机电转换


不同组中经/未经强超声处理的压电微纤维的体外抗菌性能

压电微纤维的抗炎能力评价

压电微纤维的伤口愈合性能




文章链接

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122803



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