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《第三军医大学》 2017年
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ZnO/Ag/PVP/PCL双金属纳米纤维对创伤的愈合作用研究

胡敏  
【摘要】:创伤愈合是一个极为复杂的过程,包括止血、抗微生物、抗炎、细胞刺激、组织重构等过程。纳米氧化锌(ZnONPs)具有抗菌、抗炎、加速伤口愈合的作用,是一种用于伤口愈合较为理想的无机金属纳米材料。然而,较低浓度的Zn ONPs能够较好地抑制微生物但并不能将其杀死,这样可能允许一些暴露于低剂量药物的微生物长期存活并因此产生耐药性,而较高浓度的Zn ONPs会诱发难以耐受的身体反应。因此,急需一种可靠的药物递送技术,其可以在减少给药剂量的同时不降低甚至增加杀菌功效,进而促进伤口愈合。纳米银(AgNPs)是一种能替代抗菌剂抑制或者杀灭细菌、并显示出比许多抗生素抗菌能力更强的金属纳米材料,AgNPs也具有抗炎作用,与Zn O类似,高剂量的Ag会导致较为严重的副作用。此外,使用大量的AgNPs易于聚集,将会降低抑菌功效。本研究将AgNPs和ZnONPs结合使用,这将可以分别减少两种药物用量,同时能够集中两种药物的优点,提供最大化的治疗功效,克服治疗耐药性和减少不良反应,达到协同治疗创伤的作用。本研究首先采用静电纺丝技术,制备单金属纳米纤维(包括Zn O纳米纤维、Ag纳米纤维)和Zn O/Ag双金属纳米纤维,考察其理化性能;以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌作为测试菌株,考察单金属纳米纤维和ZnO/Ag双金属纳米纤维对上述细菌的抑制作用;以人皮肤成纤维细胞作为实验细胞,考察单金属纳米纤维和ZnO/Ag双金属纳米纤维对成纤维细胞的毒性;采用SD大鼠作为模型动物,研究单金属纳米纤维和ZnO/Ag双金属纳米纤维对创伤的治疗作用,具体研究内容如下:本研究第一部分主要阐述了静电纺丝纳米纤维作为创伤敷料的现状以及金属纳米材料(主要讲述Zn ONPs和AgNPs)在创伤治疗领域的研究现状,为本研究提供了理论支持。本研究第二部分先采用溶液-凝胶法制备出ZnONPs,再通过静电纺丝技术制备出ZnO纳米纤维并对其进行交联;采用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对制得的纳米粒和纳米纤维进行表征;考察Zn O纳米纤维的溶胀度和透气性;考察Zn O纳米纤维对创面常见的革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑制作用;考察ZnO纳米纤维对SD大鼠创面的治愈能力。结果显示,制得的ZnONPs较为均匀地分散于纳米纤维中,制得的纳米纤维表面光滑,直径较为均一,纳米纤维交联效果明显;ZnO纳米纤维的溶胀度和透气性能优于无纺布;纳米纤维对金葡菌的抑制作用较为明显;ZnO纳米纤维能够促进创伤的愈合。以上结果表明ZnO纳米纤维能够结合纳米粒和纳米纤维的优势进而促进创伤愈合。本研究第三部分先分别制备出两种纳米粒(Zn ONPs和AgNPs),再通过静电纺丝技术制备得到Zn O/Ag双金属纳米纤维;采用SEM、TEM、傅里叶-红外光谱仪(FT-IR)和差式扫描量热仪(DSC)对制备的纳米纤维进行表征;考察Zn O/Ag双金属纳米纤维的透气性、溶胀度、失重率和释放度等理化性质;考察Zn O/Ag双金属纳米纤维对成纤维细胞的毒性作用以及对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用;考察ZnO/Ag双金属纳米纤维对大鼠皮肤创伤的愈合作用。结果显示,Zn ONPs和Ag NPs粒径分别为(40.07±9.70)nm和(37.46±12.02)nm,纳米纤维表面形态较为平整光滑;Zn ONPs和Ag NPs以物理镶嵌的形式嵌于纳米纤维中;在较低剂量下,Zn O/Ag双金属纳米纤维的细胞毒性低于单金属纳米纤维;Zn O/Ag双金属纳米纤维抑制细菌的能力强于单金属纳米纤维;动物实验结果显示Zn O/Ag双金属纳米纤维能够协同促进创伤的愈合。以上结果表明Zn O/Ag双金属纳米纤维在治疗创伤愈合方面具有协同作用。本研究首先证实了ZnO纳米纤维能够抑制细菌的生长、促进创伤的愈合。第二步,为了改善纳米制剂的抑菌活性和促愈合能力,本研究将AgNPs与Zn ONPs结合形成了ZnO/Ag双金属纳米制剂,进而比较双金属纳米制剂和单金属纳米纤维的抑菌能力与促愈合能力,结果证实Zn O/Ag双金属纳米有更好的抑菌能力和促愈合能力,具备开发出新型强效创伤愈合制剂的潜能。
【学位授予单位】:第三军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R943

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