抗菌創傷包帯用のバイカリンを充填したエレクトロスピニングされたポリカプロラクトンナノ繊維膜

Scientific Reports volume 12、記事番号: 10900 (2022) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

細菌の耐性が高まっているため、漢方薬からの抗菌抽出物が傷のケアに使用されることが多くなりました。 この研究では、中国のハーブ Scutellaria baicalensis から抽出されたバイカリンが、創傷被覆材用のポリ (ε-カプロラクトン)/MXene (PCL/Ti3C2TX) ハイブリッド ナノ繊維膜の抗菌成分として利用されました。 結果は、Ti3C2TX の存在がエレクトロスピニングされたナノファイバーの直径の減少に役立つことを明らかにしました。 ３重量％のＴｉ３Ｃ２ＴＸナノフレークおよび５重量％のバイカリンを含有するＰＣＬハイブリッド膜は、２１０ｎｍの最小平均直径を示した。 一方、抗菌試験では、Ti3C2TX とバイカリンを含む PCL 三元ハイブリッドナノファイバーが、Ti3C2TX ナオフレークとバイカリンの良好な相乗効果により、グラム陽性細菌である黄色ブドウ球菌に対して適切な抗菌活性を示すことが実証されました。 Ti3C2TX ナノフレークとバイカリンを添加すると、膜の親水性が大幅に向上し、ナノファイバーからバイカリンが放出される可能性があります。 さらに、ラット骨格筋芽細胞 L6 細胞に対するナノファイバーの細胞毒性により、これらの PCL ベースのナノファイバー膜との良好な適合性が確認されました。 この研究は、創傷被覆材用途に漢方抽出物を使用して抗菌性ナノ繊維膜を調製する実現可能な方法を提供する。

皮膚は人体にとって、微生物やその他の外部の危険から内臓を守るための最初の障壁です1。 しかし、皮膚は怪我や病気によって非常にダメージを受けやすいものです。 皮膚の傷は感染しやすいため、医療システムに大きな負担がかかります2。 セルロース、シルク、アルギン酸塩、コラーゲンなどの従来の創傷被覆材には、細菌の定着を阻害したり、微生物の増殖を回避したりする機能がありません 3,4,5。 したがって、皮膚の創傷汚染を防ぐための抗菌性の創傷被覆材が必要である。 最近、エレクトロスピニングされたナノファイバー足場は、高い酸素誘電率、高い引張強度、多様な形態的特徴、調整可能な気孔率、調整可能な能力などのユニークな特性により、創傷被覆材の分野で大きな注目を集めています6。 皮膚の傷の治癒を助けるために、抗生物質、金属酸化物、活性炭ナノ粒子などの抗菌成分が繊維質マトリックスに組み込まれています 7,8。

ポリ(ε-カプロラクトン) (PCL) は、ε-カプロラクトンの開環重合によって合成できる生分解性および生体適合性の脂肪族線状ポリエステルの一種です。 PCL は、その高い靭性、生分解性、生体適合性により大きな注目を集めています。 エレクトロスピニングされた PCL ナノ繊維足場は、創傷被覆材の用途に利用できることが実証されています 9、10、11。 PCL 足場の本来の多孔質構造の特徴は、皮膚の細胞外マトリックス (ECM) の構造特性を模倣すると同時に、高い酸素透過性も提供します。 PCL ナノ繊維足場に抗菌能力を与えるために、さまざまな種類の金属酸化物または金属が PCL マトリックスに導入されています12。 朱ら。 銀 (Ag) およびマグネシウム (Mg) イオンをゼラチン/ポリカプロラクトン (GT/PCL) に挿入すると、ナノファイバーに抗菌活性と血管新生促進機能が付与され、これが皮膚の傷の修復に役立つことを発見しました 13。 Ghiyasi らは、ウルティカ・ディオイカ、ZnO ナノ粒子、および PCL からなるハイブリッド足場が、大腸菌および黄色ブドウ球菌に対して優れた抗菌活性を有することを発見しました 14。 さらに、ハイブリッド足場のナノファイバーは、生体内試験で良好な生体適合性と線維芽細胞 L929 細胞への細胞接着性を示しました。 エクラムら。 塩化亜鉛 (ZnCl2) の存在により、PCL/ZnCl2 ナノファイバーの直径が減少し、同時に分解速度と機械的特性が増加することが実証されました 15。 さらに、抗菌複合ナノファイバーは幹細胞の増殖を大幅に促進することが判明しました。 トルシンら。 TiO2 ナノ粒子を含む PCL 足場が、さまざまな種類の細菌に対して統計的に有意な抗菌活性を提供できることを発見しました 16。 さらに、一方で、最大気孔率 93% の PCL/TiO2 足場は輪部幹細胞の接着と増殖をサポートできることが判明しました。

MXene は、A- を除去することにより、遷移金属 M (Ti、Cr、V、Nb、Mo など) と大量の X (炭化物、窒化物、または炭窒化物) を統合する新しい二次元 (2D) 材料ファミリーです。 MAXフェーズの要素17、18。 MXene (Ti3C2TX) は、その極薄構造と独特の物理化学的特性により、酸化グラフェンよりもグラム陰性菌とグラム陽性菌の両方に対して優れた生体適合性と抗菌効率を示します 19,20。 アワスティら。 らは、MXene を PCL ナノファイバーに添加すると、in vitro で線維芽細胞 (NIH-3T3) および前骨芽細胞 (MC3T3-E1) 細胞株との良好な生体適合性が維持されることを発見しました 21。 さらに、Ti3C2TX ナノシートの存在は、PCL/Ti3C2TX ナノファイバーの直径の縮小と形態の改善に貢献しました。 しかし、PCL/Ti3C2TX ナノファイバーの抗菌活性に関するデータはこれまで報告されていません。

ハーブエキスは古くからさまざまな病気の治療に広く利用されてきました。 植物由来のフィトケミカルは、副作用の少ない潜在的な抗菌剤として機能します。 中国のハーブである Scutellaria baicalensis から抽出されたフラボノイドであるバイカリンは、生物医学の分野で複数の治療薬とみなされています 22。 抗酸化作用、抗菌作用、抗炎症作用など、創傷に対してさまざまなプラスの効果を示します23,24。 しかし、創傷包帯用のエレクトロスピニング繊維におけるバイカリンの使用については、これまでほとんど研究が行われていません。

この研究では、まず MXene (Ti3C2TX) を剥離して Ti3C2TX ナノフレークを取得しました。 次に、得られた Ti3C2TX ナノフレークをエレクトロスピニングによってハーブ抽出バイカリンとともに PCL マトリックスに組み込みました。 PCL/Ti3C2TX/バイカリン三元複合材料からなる電界紡糸ナノファイバーの形態、熱安定性、親水性、および機械的特性を調査した。 Ti3C2TX とバイカリンの添加は、グラム陽性細菌である黄色ブドウ球菌に対する創傷被覆材の抗菌性能の向上に相乗効果をもたらすことが期待されました。 さらに、この創傷被覆材の in vitro での生体適合性も、ラット骨格筋芽細胞 L6 細胞を使用して評価されました。

平均分子量 80,000 のポリ (ε-カプロラクトン) (PCL、CapaTM 6800) は、Weibo Chemical Co., Ltd. (広州、中国) から入手しました。 400 メッシュの MXene (Ti3C2TX) は、Beike 2D Materials Co., Ltd. (北京、中国) から供給されました。 バイカリン (純度 > 95%) は Macklin Biochemical Co., Ltd. (上海、中国) から供給されました。 クロロホルムとジメチルホルムアミド (DMF) は J&K (北京、中国) から購入しました。

Ti3C2TX の剥離は、Miqi YXQM-1L 遊星マイクロミル (中国、長沙) を使用した高エネルギーボールミル粉砕によって実行されました。 Ｔｉ３Ｃ２ＴＸ（４ｇ）および酸化ジルコニウムミリングボール（７０ｇ）を２５０ｍｌの粉砕ボウルに入れ、６００ｒｐｍで４時間処理した。 次に、剥離した Ti3C2TX を脱イオン水で粉砕ボウルから取り出し、続いて脱イオン水中で 30 分間超音波処理して完全に剥離しました。 最後に、得られたTi3C2TXナノフレークを3500rpmで10分間遠心分離し、得られた懸濁液を一晩凍結乾燥した。

PCL/Ti3C2TX/バイカリン三元複合材料の電界紡糸ナノファイバーは、図1に示すように、市販の電界紡糸機（TL-Pro、Tongli Weina Co., Ltd.、深セン、中国）を使用して調製されました。ナノファイバーを表 1に示します。PCL の濃度は、クロロホルム/DMF (8:2、v/v) 混合溶液中で 100 mg/mL に固定しました。 続いて、所望の量のＴｉ３Ｃ２ＴＸおよびバイカリンを、激しく撹拌しながらＰＣＬ溶液に添加した。 調製した PCL 溶液を、金属毛細管針 (内径 0.50 mm、長さ 30 mm) を備えた 10 mL プラスチック注射器に充填しました。 印加エレクトロスピニング電圧は15 kVに固定し、流量は1 mL/hに保った。 続いて、得られたナノファイバーを50℃の真空オーブンに6時間入れて、残留溶媒を除去した。

PCLベースのナノファイバーの調製ルート。 (Adobe Illustrator CS5、バージョン 15.0.0、https://www.adobe.com/products/illustrator.html)。

Ｔｉ３Ｃ２ＴＸおよび調製されたナノファイバーの形態は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、ＦＥＩ Ｑｕａｔａ ２５０、米国）によって観察された。 観察前に、電荷の蓄積を避けるために、試料に金の薄層をスパッタリングしました。

Ti3C2TX ナノフレークの厚さは、タッピング モードを備えた原子間力顕微鏡 (AFM、VEECO Multimode V、米国) によって測定されました。

Ｘ線回折パターンは、４５ｋＶでＣｕ Ｋαを用いて斜入射ＸＲＤ（Ｒｉｇａｋｕ ＳｍａｒｔＬａｂ）で実施した。 走査角度（２θ）は５°から６０°の範囲であった。

フーリエ変換赤外 (FT-IR) スペクトルは、収集波数範囲 500 ～ 4000 cm-1 の Perkin Elmer FTIR-100 分光計 (米国) を使用して実行されました。

熱安定性は熱重量分析装置（TGA、Netzsch TGA-209F1）により評価した。 試験片を室温から 600 ℃まで 10 ℃/分の昇温速度で加熱しました。

ナノファイバーの湿潤性は、Ｓｅｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｅ機器（Ａｄｖｅｘ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、チェコ共和国）を使用した水接触角の測定によって評価した。

以前のレポート 25、26 に記載されているように、標準的なブロス微量希釈法を適用して、黄色ブドウ球菌に対するバイカリンの MIC 値を決定しました。 簡単に説明すると、黄色ブドウ球菌を接種し、フラスコ内のブロス継代培養で増殖させました。 次に細菌を 37 °C で 24 時間インキュベートしました。 次に、細菌濃度を 1.0 × 106 CFU/ml の密度に調整しました。 濃度が 1 ～ 1024 mg/ml のバイカリン溶液を黄色ブドウ球菌溶液に添加して、細菌の増殖を観察しました。 プレート内で目に見える細菌の増殖が観察されない最低濃度をMICとみなした。

黄色ブドウ球菌に対する PCL ベースのナノファイバーの抗菌特性は、標準「SNV 195920-1992」評価モデルによって評価されました 26。 阻害ゾーンの評価基準を表 S1 にまとめます。 まず、108 CFU/mL の細菌懸濁液 100 μL を LB 寒天プレート上に広げ、直径 1.0 cm のナノファイバー膜サンプルを寒天表面に置きました。 PCL ベースのフィルムを含む細菌懸濁液を 37 °C でインキュベートし、細菌を含む寒天プレート上の PCL ベースのナノ繊維膜のデジタル画像をそれぞれ 24 時間、72 時間、および 120 時間で記録しました。 すべてのサンプルを 3 回繰り返してテストしました。

ラット骨格筋芽細胞 L6 細胞に対するナノファイバーの細胞毒性は、浸出パターンを使用した CCK-8 法を使用して評価されました。 滅菌ナノファイバー抽出溶液（10 mg/mL）は、乾燥したナノファイバーを超音波抽出により37℃で12時間培地に浸漬することによって調製した。 L6 細胞を 5000 細胞/ウェルの密度で 96 ウェル プレートに播種し、24 時間前培養した後、培地を新鮮な培地と抽出液に交換して最終サンプル濃度を 0.2 mg/mL にしました。 、1 mg/mL、および 5 mg/mL。 試験する各サンプル (PCL-0、PCL-1、PCL-2、PCL-3、および PCL-4)、ブランク コントロール (培地)、およびポジティブ コントロール (培地および細胞) を 48 時間インキュベートし、繰り返しました。四回。 結果は、次の式により紫外分光光度計による 450 nm での吸光度として記録されました。

すべての実験は 3 回繰り返して実行されました。 データは SPSS ソフトウェア (IBM Analytics、米国) によって分析されました。 すべての統計検定の有意性は、P < 0.05 で事前に決定されました。 結果は平均±標準偏差（SD）として表されました。

図 2A では、元の MXene (Ti3C2TX) は、幅数十ナノメートルのギャップを持つ典型的な器官のような構造を示しています。 図２Ｂの剥離したＴｉ３Ｃ２ＴＸナノフレークは、層が互いに明確に分離されていることを示している。 さらに、粉砕により数十ナノメートルの範囲の小さなナノフレークがいくつか観察されます。 図 2C の EDX 元素マッピング画像は、Ti、C、および O の存在を確認しており、これは Ti3C2TX20 の化学構造と一致しています。 Ti3C2TX ナノフレークの表面に F が現れるのは、LiF/HCl17 でエッチングした後の残留 F 元素によるものです。 図 2D の AFM 画像では、剥離した Ti3C2TX ナノフレークの厚さが 1.5 nm であることが観察され、これは報告された結果 27,28 と同様です。 未処理のTi3C2TXナノフレークと剥離したTi3C2TXナノフレークのXRDパターンを図2Eに示します。 未処理のMXeneの6.9°の特徴的なピークは1.28 nmの層間間隔を示していることに注意してください。 さらに、9.4°、19.1°、34.0°、38.7°、41.7°、44.9°に顕著なピークがあり、(002)、(004)、(101)、(008)、(104) の回折に対応します。 、Ｔｉ３Ｃ２ＴＸの（１０５）面２９。 剥離された Ti3C2TX ナノフレークについては、剥離により特徴的なピークが 6.9°から 5.4°にシフトします。 さらに、このピークは板状で弱くなりますが、これはボールミリングと剥離によりナノフレークのサイズが減少し、層間間隔が拡大したためと考えられます。

(A) 元の状態の Ti3C2TX、(B) 剥離した Ti3C2TX ナノフレークの SEM 画像。 (C) 剥離した Ti3C2TX ナノフレークの EDX 元素マッピング、(D) 剥離した Ti3C2TX ナノフレークの AFM 画像、および (E) 元の Ti3C2TX および剥離した Ti3C2TX ナノフレークの XRD パターン。

PCL ナノ繊維膜の SEM 画像を図 3 に示します。平均直径 269 nm の PCL-0 のナノ繊維 (図 3B) は、より滑らかな表面と非ビーズ構造を有することが注目されます。 3 wt% の Ti3C2TX ナノフレークを添加すると、PCL-1 の平均直径は PLA-0 の平均直径と比較して 269 nm から 217 nm に減少します。 図3F、H、Jでは、PCL-2、PCL-3、およびPCL-4の平均直径は、それぞれ254 nm、223 nm、および210 nmです。 導電性 Ti3C2TX ナノフレークの存在により、その表面の極性基によりエレクトロスピニング溶液の電荷密度が増加し、その結果、印加される電場の静電気力が強化され、ナノファイバーの直径が減少すると考えられています。 一方、バイカリンの導入はナノファイバーの直径にはほとんど影響を与えません。 しかし、バイカリンを含むPCLナノファイバーの表面はPCL-1に比べて比較的滑らかです。 バイクリンは、エレクトロスピニング溶液の粘度を低下させ、Ti3C2TX ナノフレークの極性基と反応して水素結合を形成し、PCL マトリックス中に Ti3C2TX ナノフレークを均一に分散させることができる、多くのヒドロキシル基を持つ小分子の一種であると推測されます。 。

エレクトロスピニングされた PCL ベースのナノ繊維膜の SEM 画像と測定された繊維直径分布: (A、B) PCL-0、(C、D) PCL-1、(E、F) PCL-2、(G、H) PCL-3、および (I,J) PCL-4。

PCLベースのナノ繊維膜の典型的な引張応力対ひずみ曲線を図S1Aに示し、対応する引張特性を図S1Bにまとめます。 純粋な PCL 膜は高い延性 (破断点伸び 305%) を示し、これは他の刊行物と一致していることが注目されます 32,33。 PCL-1 の場合、Ti3C2TX ナノフレークの添加により強力な補強効果が生じ、引張弾性率が大幅に増加します。 Ti3C2TX ナノフレークの表面にある豊富な極性基は PCL のエステル結合と反応する可能性がありますが、硬質ナノシートの阻害効果はより深刻で、PCL 分子鎖の塑性流動能力が低下します 34。 一方、PCL-2 は弾性と強度の両方が明らかに低下しています。 図 S1B では、PCL-2 の破断点伸びと引張強さは、それぞれ 178% と 2.58 MPa に減少します。 これは、バイカリンが PCL に可塑化効果をもたらす小分子であるためです。 PCL-3 に関しては、PCL-2 と比較して破断点伸びは若干犠牲になっていますが、サンプルの引張強度は明らかに向上しました。 Ti3C2TX ナノフレークの存在はバイカリンと反応して、ある程度の水素結合を形成する可能性があると推測されます。 バイカリン含有量がさらに増加すると、PCL-4 の引張特性が徐々に低下し、バイカリンが Ti3C2TX ナノフレークの反応サイトを超えることがわかります。

PCLベースのナノ繊維膜のFT-IRスペクトルを図4に示します。PCL-0の2943cm-1と2863cm-1に位置する2つの特徴的なピークがCH2基の伸縮バンドに対応していることが明確に観察されます。 。 1737 cm-1 の吸収ピークは C=O 基の伸縮に起因し、1294 cm-1 および 1184 cm-1 のピークはそれぞれ C-O-C 基の非対称および対称伸縮に属します。 。 さらに、1243 cm-1 の特徴的なピークは CH3 振動を示し、1045 cm-1 は C-O 伸縮および C-H 曲げに属します。 Ti3C2TX とバイカリンを組み込むと、FT-IR スペクトルに明らかな変化は観察されません。 三元複合材料は、3600 ～ 3300 cm-1 の間に弱く幅広いピークを示します。これは、Ti3C2TX 表面の O-H 極性基の重なりとバイカリン 36 の O-H 伸縮振動に起因すると考えられます。 さらに、バイカリンからのフェニル基の C=C の伸縮振動に対応する、1609 cm-1 に新しい特徴的なピークがあります 37。

PCL ベースのナノ繊維膜の FT-IR スペクトル。

図 5 に示すように、PCL ベースのナノ繊維膜の熱安定性を TGA によって測定しました。対応するデータには、初期重量損失温度 (T10、10% 重量損失の温度)、ピーク重量損失温度 (Tp) が含まれます。 、最大重量減少率の温度）、および 600 ℃でのチャー残留物を表 2 に示します。 PLA-0 は 300 ℃から 420 ℃までの明確な重量減少段階を示すことが観察できます。これは、PLA-0 の熱分解に関連しています。 PCL鎖の化学結合切断38． PCL-1 の熱分解曲線は高温側にシフトしており、Ti3C2TX の存在により PCL ナノファイバーの熱安定性が向上する可能性があることを示しています。 表2によれば、PLA-0に比べてPCL-1のT10は361.8℃から365.8℃に、Tpは403.2℃から415.7℃に増加しています。 これは、Ti3C2TX ナノフレークが下層の PCL マトリックスを保護する熱障壁として機能するためです。 PCL/Ti3C2TX/バイカリン三元ナノファイバーの場合、熱分解曲線は大きく2つの段階に分けることができます。 初期の重量減少段階は、バイカリンの熱分解により 200 ～ 370 ℃の範囲で発生します。 第 2 段階は約 370 ～ 420 ℃ で起こり、PCL 鎖の熱分解に関連します。 また、PCL-4 の T10 および Tp は PLA-0 に比べて低下傾向を示しており、これはバイカリンの熱安定性が低いためであると考えられます。

PCL ベースのナノ繊維膜の TGA 曲線。

図 6 は、PCL ベースのナノ繊維膜の XRD パターンを示しています。 図 6 に示すように、PCL-0 には 2θ = 21.3°、22.0°、23.7° に 3 つの顕著な回折ピークがあり、それぞれ (110)、(111)、(200) 面に対応します 39。 さらに、PCL-0 パターンには 11.8° に比較的弱く幅広いピークもあります。 上記の結果は、元の PCL が半結晶状態にあることを示しています。 PCL-1 の XRD パターンでは、2θ = 6.4°に 1 つの追加のピークが現れます。これは、Ti3C2TX20 の (002) 面に起因します。 バイカリンの導入後、2θ = 11.8°での PCL の回折角は弱くなり、より低い角度にシフトします。これは、PCL とバイカリンの間の物理的相互作用が変化したことを示しています。

PCL ベースのナノ繊維膜の XRD パターン。

図7に示すように、膜表面の水接触角（WCA）を測定して、PCLベースのナノ繊維膜の親水性を評価しました。PCL-0は、WCAが127.1°±の疎水性表面を有することが観察されます。 1.3°、これは以前のレポート 40、41 と一致しています。 Ti3C2TX ナノフレークを添加すると、Ti3C2TX の表面に -OH 基が豊富に存在するため、PCL-1 の WCA はわずかな減少 (115.3° ± 5.2°) を示します。 バイシリンが PCL マトリックスに導入されると、PCL ナノ繊維膜の表面は疎水性に変化しました。 PCL-2、PCL-3、および PCL-4 の接触角は、それぞれ 82.4° ± 5.4°、74.4° ± 6.9°、および 65.5° ± 3.2° です。 これは、バイカリンがエレクトロスピニングされた繊維の親水性を高める多数のヒドロゲル基を含むという事実に起因すると考えられます。

PCL ベースのナノ繊維膜の水接触角。

バイカリンは PCL ベースの膜の主要な抗菌成分であり、特に黄色ブドウ球菌などのグラム陽性菌に対して広範囲の抗菌活性を示します 42。 この研究では、黄色ブドウ球菌に対するバイカリンの MIC は 32 mg/ml で有効であることが判明し、これは報告された文献 43,44 と同様です。 すべての PCL ベースのナノ繊維膜は、プレインキュベーション プレート注入法による標準抗菌性テスト用に選択されました。 図 8 では、詳細な写真では 72 時間後に細菌コロニーが PCL-0 および PCL-1 ナノ繊維膜の周囲にクラスター化しているように見え、120 時間後にはさらに顕著なクラスター化コロニーが観察されます。 これは、PCL には抗菌力がないためであり、これは以前の報告と一致しています 45。 一方、PCL-2、PCL-3、および PCL-4 は、120 時間のインキュベーション時間で明らかな静菌活性を示します (培地は 120 時間後に完全に乾燥し、細菌の増殖をさらに阻害しました)。 これは、バイカリンの存在がα-ヘプタマーの形成を妨げ、黄色ブドウ球菌のα-溶血素の細胞溶解活性を妨げることに起因すると考えられます46。 さらに、PCL-3 および PCL-4 の周囲領域が 24 時間で淡黄色を呈していることが観察され、Ti3C2TX ナノフレークの添加がナノファイバーからのバイカリンの拡散に寄与したことを示しています。 それは、バイカリンは水溶液への溶解度が低いためです47。

黄色ブドウ球菌に対する PCL ベースの膜の抗菌性能。 (Microsoft Office、PowerPoint 2010、https://www.microsoft.com/zh-hk/microsoft-365/previous-versions/office-2010)。

調製されたままのＰＣＬベースのナノファイバー膜の生体適合性を評価するために、細胞毒性試験をＭＴＴアッセイによって実施した。 通常、細胞をナノファイバーの浸出液に48時間曝露した後に細胞密度を測定し、材料の細胞適合性を確認します。 図９では、すべてのグループが異なる濃度で有意な細胞毒性を示さないことが注目される。 濃度が増加するにつれて、すべての試験グループの細胞生存率は若干低下します。 生存率が最も低いグループは、最高濃度 (5 mg/mL) でも 100% 近くを維持しており、PCL/Ti3C2TX/バイカリンの三元ナノ繊維膜が安全な創傷被覆材として利用できることが示唆されています。

PCLベースの膜の細胞適合性。 (**p < 0.01)。

この論文では、PCL/Ti3C2TX/バイカリン三元複合材料に基づくエレクトロスピニング膜を創傷被覆材用途のために調製しました。 ＳＥＭ観察は、Ｔｉ３Ｃ２ＴＸナノフレークの存在により、エレクトロスピニング溶液の電荷密度の増加によりナノファイバーの直径が減少する可能性があることを示した。 ３重量％のＴｉ３Ｃ２ＴＸフレークおよび５重量％のバイカリンを含有するＰＣＬナノファイバー膜は、２１０ｎｍの最小平均直径を有していた。 Ti3C2TX ナノフレークのバリア効果により、複合ナノファイバーの熱安定性が向上しました。 Ti3C2TX とバイカリンの添加により親水性が強化され、ナノ繊維膜からのバイカリンの放出に寄与する可能性があります。 さらに、バイカリンを添加すると、PCL/Ti3C2TX/バイカリン三元ナノ繊維膜に優れた抗菌特性が付与される可能性があります。 細胞適合性試験により、すべての PCL ベースのナノファイバー膜が良好な適合性を有することが確認されました。 抗菌性 PCL/Ti3C2TX/バイカリン三元ナノ繊維膜は、創傷治療用途に大きな可能性を秘めています。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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この研究は、中国国立自然科学財団から資金提供を受けました (助成金番号 81803339)。

Weiwei Zeng と Nga-man Cheng の著者も同様に貢献しました。

龍崗区第二人民病院、深セン、518112、中国

ウェイウェイ・ゼン

深セン宝安婦人児童病院、済南大学、深セン、518102、中国

ウェイウェイ・ゼン＆シア・リャン

中国特別行政区香港、香港中文大学事故救急医学学術部門

魚価チェン

浙江理工大学生命科学医学院、杭州、310018、中国

Haofeng Hu、Fulin Luo、Jia Jin

連水人民病院、南京医科大学康達学院付属、淮安、223400、中国

ヤーウェイ・リー

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調査、WZ、NC、XL。 概念化、WZ、JJ、YL。 方法論、WZ、YL、XL、JJ。 リソース、JJ; データキュレーション、HH、FL。 執筆 - 原案、WZ、NC。 執筆 - レビューと編集、JJ、YL。 監修、YL、JJ。 すべての著者は原稿の出版版を読み、同意しました。

Jia Jin または Ya-wei Li への通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Zeng, W.、Cheng, Nm.、Liang, X. 他抗菌創傷包帯用のバイカリンを充填したエレクトロスピニングされたポリカプロラクトン ナノ繊維膜。 Sci Rep 12、10900 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-13141-0

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受信日: 2021 年 12 月 21 日

受理日: 2022 年 5 月 20 日

公開日: 2022 年 6 月 28 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-13141-0

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