电纺生物可降解缝合线可通过聚合物组成及后处理工艺调控其力学性能与降解行为。然而，将共混组成、加捻工艺、降解动力学及力学性能相关联的定量设计准则仍十分有限。本研究建立了连续多丝缝合线中上述参数间的定量关系，该缝合线基于聚己内酯（PCL）与聚（乳酸-共-乙醇酸）（PLGA，D,L-丙交酯:乙交酯=50:50摩尔比）共混体系制备。研究人员采用圆盘形电纺收集器联用自动加捻系统制备缝合线，系统分析了降解时间及PLGA含量（PCL/PLGA共混物中0–40 wt%）对质量损失及力学性能的影响，并运用响应面法（RSM）识别上述参数间的关联性。样品于磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.4，37 °C）中进行体外水解降解实验，最长降解时间达60天，并在整个降解周期内进行系统表征。加捻工艺促进了 cohesive 多丝结构的形成，影响了纤维堆积密度、力学完整性及降解行为。PLGA含量的增加显著加速了水解降解速率，同时提高了拉伸强度及刚度，揭示了力学支撑性能与吸收速率之间存在组成依赖性权衡。此外，缝合线表现出高于70%的细胞存活率。值得注意的是，PCL/PLGA（60/40）配方呈现出有利于细胞黏附与增殖的微环境，并在60天后展现出最高的质量损失率，同时相较于纯PCL保持了更优的力学性能。总体而言，本研究为电纺PCL/PLGA缝合线提供了基于组成与工艺的设计准则，证明加捻是调控其结构与功能性能以满足特定临床需求的关键参数。
本研究围绕电纺生物可降解缝合线的结构设计与性能调控展开，相关成果发表于《Materials Chemistry and Physics》。研究背景方面，传统外科缝合线主要承担组织靠拢与伤口闭合的力学功能，但随着生物材料学与组织工程的发展，可吸收缝合线需在提供初始力学支撑的同时，其降解曲线能够与特定组织的愈合动态相匹配。由于不同解剖部位、生理条件及患者因素导致组织再生速率差异显著，不存在普适性"理想"缝合线，因此需要在力学完整性与可控生物降解之间寻求精准平衡。电纺技术能够制备微米至纳米直径的聚合物纤维，所形成的高孔隙率纤维结构具有大比表面积，与细胞外基质结构相似，有利于增强细胞黏附与愈合响应。聚己内酯（PCL）具有良好柔韧性、可加工性及较长降解周期（2–4年），适用于需长期力学支撑的场景；而聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）刚度更高、亲水性更强、水解降解更快，且降解速率可通过乳酸/乙醇酸比例调节。将PCL与PLGA共混可整合二者互补特性，但现有研究缺乏将聚合物组成、降解行为与力学性能定量关联的系统方法，尤其缺乏能够预测共混组成变化如何同时影响水解降解与拉伸性能的系统性研究，限制了针对特定愈合周期组织的缝合线配方的理性选择。
研究人员开展了PCL/PLGA电纺多丝缝合线的制备与系统表征研究。主要技术方法包括：采用定制圆盘形收集器（宽6 mm，内半径44.5 mm，外半径65 mm，3D打印PLA材质，外表面贴覆铜带实现选择性导电）联用自动加捻装置（转速30 RPM，时间47±2秒）制备连续多丝缝合线；通过扫描电子显微镜（SEM）表征形貌；傅里叶变换红外光谱（FTIR）追踪化学结构演变；差示扫描量热法（DSC）分析热行为与结晶度；使用动态力学分析仪（DMA 850）进行拉伸力学测试；响应面法（RSM）采用外心复合设计（Circumscribed Central Composite Design, CCC，α=2）分析降解时间与PLGA含量对质量损失及力学性能的影响；采用中国仓鼠卵巢细胞系（CHO-K1）进行Alamar Blue细胞活力检测评估细胞相容性。样本队列为体外实验，未涉及临床患者队列。
研究结果部分按以下小标题展开：
**电纺与缝合线制备**：通过优化电纺参数（流速3 mL·h
−1 ，电压25 kV，针尖至收集器距离10 cm，收集器转速850 RPM），成功制备了约400 mm长的PCL与PLGA纳米纤维条。自动加捻将纤维条转化为具有均匀几何结构的连续多丝纱线，证明了该制造方法的可行性与可重复性。
**水解降解**：PLGA含量更高的共混物表现出更大的累积质量损失，60天时PCL/PLGA（60/40）的质量损失达52.3±2.2%，而纯PCL仅为14.3±3.2%。响应面模型显示质量损失与PLGA含量及降解时间显著相关，二次模型调整决定系数R
2 adj 达0.96，预测精度良好（RMSE=1.72%）。PLGA的引入因酯键更易水解及酸性降解产物的自催化效应而加速降解。
**电纺缝合线形貌**：纳米纤维条呈现随机取向纤维网络，伴球形或纺锤形串珠结构，平均纤维直径194–233 nm，孔隙率约40–44%。加捻后纤维沿扭转轴取向，结构致密化。60天降解后，纯PCL缝合线直径因表面侵蚀而减小，而含PLGA配方因吸水膨胀出现暂时性直径增加。所有配方均保持螺旋结构完整性，美国药典（USP）尺寸分类主要为0–2号，多数处于1号范围（400–499 μm），具有临床相关厚度。
**FTIR光谱评价**：PCL/PLGA（60/40）缝合线中，PLGA特征酯羰基峰（1750 cm
−1 ）逐渐减弱，42天后几乎不可检测，60天完全消失；而PCL特征峰（1724 cm
−1 及1160 cm
−1 ）基本不变。纯PCL从28天起出现约3367 cm
−1 羟基峰并逐渐增强，提示PCL降解启动晚于PLGA，体现了共混物中两组分降解行为的互补性。
**热行为**：PLGA的引入及机械加捻均导致熔融温度（T
m ）降低。加捻使PCL及PCL/PLGA（80/20）的结晶度（X
c ）增加约7%，归因于分子取向与链排列促进部分再结晶；而PCL/PLGA（60/40）因高PLGA含量阻碍链堆积，结晶度略降2.2%。60天降解后，共混物T
m 回升接近纯PCL值，反映PLGA优先降解及PCL相富集。
**力学性能**：初始拉伸强度随PLGA含量增加从7.50±0.31 MPa（纯PCL）升至11.31±0.41 MPa [PCL/PLGA（60/40）]，杨氏模量从31.71±2.20 MPa增至94.10±9.15 MPa，源于PLGA的玻璃态特性贡献刚性。降解60天后，拉伸强度降低60.87–89.54%，杨氏模量降至约12–19 MPa。所有配方均满足可吸收缝合线60天内拉伸强度损失至少50%的标准。
**细胞相容性**：24小时时所有材料细胞存活率接近对照组；72小时时电纺PCL缝合线代谢活性最高（约160%），PCL/PLGA（60/40）次之（约150%），均显著高于商业缝合线对照，表明电纺结构提供了更有利的细胞相互作用微环境。
讨论与结论部分：研究人员指出，加捻不仅是机械增强手段，更是能够影响分子组织、热行为及降解途径的结构调控工艺。螺旋加捻通过分子取向、结构致密化及纤维间物理锁合维持了降解过程中的结构稳定性。PCL/PLGA共混比例是调控降解行为与力学性能的核心参数，实现了降解速率与力学保留的可调性。PCL/PLGA（60/40）配方在快速降解与优良力学性能间取得最佳平衡，同时具备优异的细胞相容性。该研究建立了组成-工艺-性能的定量关联，为面向特定临床需求的可吸收缝合线理性设计提供了依据。未来研究方向包括整合生物活性因子及纳米增强材料以进一步提升治疗功能与力学性能。
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