伤口是由于创伤、热损伤或潜在的病理状况导致正常皮肤结构和功能受损[1]。慢性伤口和无法愈合的伤口对全球医疗系统构成了重大负担,影响了大约0.18%的成年人群。随着年龄的增长,其发病率急剧上升,据估计每年全球有近4000万例[2]。传统的伤口敷料(如纱布和棉垫)主要起到被动屏障的作用,对愈合的支持有限。由于保湿调节能力差、处理渗出物能力有限以及缺乏生物活性,这些敷料往往无法满足复杂或慢性伤口的需求。这些局限性推动了先进伤口敷料的发展,后者通过控制湿度平衡、预防感染和局部输送治疗剂来积极促进愈合[3]。在这方面,基于组织工程的支架作为一种有前景的伤口护理平台应运而生。这些支架是多孔的、可生物降解的结构,能够为细胞粘附、增殖和成熟提供临时性的结构框架,同时促进营养物质扩散和废物清除。这些支架设计旨在模仿天然或合成聚合物构成的细胞外基质(ECM),不仅保护伤口部位,还能主动调节炎症、血管生成和组织再生,从而促进高效和完全的伤口愈合[4],[5]。
静电纺丝纳米纤维支架因其类似ECM的结构而成为先进的伤口护理平台。它们的大表面积、相互连接的多孔网络和可调的机械性能促进了细胞粘附、迁移和增殖[6],[7]。在用于静电纺丝的聚合物中,聚(ε-己内酯)(PCL)是一种获得FDA批准的脂肪族聚酯,因其生物相容性、可生物降解性和易于加工的特性而常被选用[8]。然而,PCL本身的疏水性和较慢的降解速度限制了其在苛刻伤口条件下的性能[9]。
为克服这些缺点,近期研究集中在复合和多功能PCL基纳米纤维上。通过聚合物混合、表面修饰以及加入生物活性剂或无机纳米填料,可以调节PCL支架在不同伤口愈合阶段的湿度平衡、抗菌活性、血管生成和免疫反应。先进的制造策略(包括同轴纺丝、乳液纺丝和多层纺丝)进一步实现了药物释放和支架功能的空间和时间控制[10],[11],[12]。
尽管有大量的研究活动,现有研究和综述大多侧重于材料组成或生物活性添加剂的存在,通常只是描述性地回顾了静电纺丝PCL支架。相比之下,系统地整合静电纺丝参数、支架结构和聚合物-细胞相互作用与特定伤口愈合生物学过程之间的联系仍然有限。此外,对免疫调节机制、降解行为和持续生物性能的理解较为零散,而关键的转化因素(如灭菌兼容性、溶剂毒性、可扩展性、可重复性和法规合规性)常常被忽视。因此,本文提供了对静电纺丝PCL纳米纤维在伤口愈合方面最新进展的机制性和转化性综合分析。本文旨在解决(i)伤口愈合生物学的基本方面,(ii)静电纺丝工程原理和支架设计,以及(iii)与灭菌、溶剂选择、可重复性、可扩展性和法规合规性相关的转化限制。通过这一结构-功能-转化框架,本文旨在澄清现有差距,并为临床相关的PCL基伤口敷料的合理设计提供指导。