郑州大学第一附属医院韩新巍Colloids Surf. B Biointerfaces：PLA/AgNPs纳米纤维膜涂覆支架的构建及其在气管狭窄治疗中的应用

DOI: 10.1016/j.colsurfb.2021.111949

抗菌且抗增生气管支架适用于治疗气管狭窄。在此，研究者通过静电纺丝法制备了一系列聚乳酸（PLA）和银纳米粒子（AgNPs）纳米纤维膜（PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs）。检验了所得纳米纤维膜的物理化学和生物学特性。扫描电镜和药物释放结果表明，AgNPs成功引入PLA中，并且能够持续从膜中释放。该膜显示出对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抗菌活性，以及对CCC-HPF-1和NHBE细胞的细胞相容性。此外，将该膜覆盖在自膨胀金属支架上，用于治疗兔气管狭窄。体内试验结果表明，膜，尤其是AgNPs涂覆气管支架可以通过减少炎症和胶原沉积来抑制气管狭窄。另外，该研究进一步证实，抑制气管内细菌含量与减少气管肉芽组织增生呈正相关。综上所述，PLA/AgNPs纳米纤维膜涂覆气管支架对临床气管狭窄患者具有实用价值。

图1.（a）PLA/AgNPs纳米纤维膜涂覆气管支架的制备示意图。（b）动物研究示意图。（c）在DSA透视监测下完成支架植入手术。

图2.（a）PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs组中纳米纤维膜的SEM图像和直径分布。（b）PLA-6％AgNPs纳米纤维膜的EDS光谱和元素映射。（c,d）根据TEM图像计算出AgNPs的TEM图像和尺寸分布。（e）PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs组中AgNPs的药物释放特性。（f）PLA-6％AgNPs纳米纤维膜72h后的吸收光谱。比例尺：10nm、1μm和300μm。

图3.（a）用活/死细胞活力试剂盒对在PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs膜上培养1天的NHBE细胞进行染色的荧光显微镜图像。（b）NHBE细胞染色结果分析。（c）NHBE细胞在PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs膜的提取缓冲液中分别培养1、2和3天的细胞活力。（d）用活/死细胞活力试剂盒对在PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs膜上培养1天的CCC-HPF-1细胞进行染色的荧光显微镜图像。（e）CCC-HPF-1细胞染色结果分析。（f）CCC-HPF-1细胞在PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs膜的提取缓冲液中分别培养1、2和3天的细胞活力。（*p<0.05，**p<0.005，***p<0.0005）。比例尺：20μm和100μm。

图4.（a）活/死细菌染色试验中金黄色葡萄球菌（S.aureus）和铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）的CLSM图像（叠加图像和正交视图的总和）。绿色信号代表活细菌，红色信号代表死细菌。（b-c）PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs膜中金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的生物膜厚度。（d-e）分别为PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs膜中金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的总生物负载。（*p<0.05，**p<0.005，***p<0.0005）。

图5.（a）4周后气管与气管支架接触处的全视图。（b）PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs支架组的胸部CT图像。红色框表示气管。（c）三组兔子的肺CT图像。

图6.（a）1周和4周时，PLA、PLA-4％AgNP和PLA-6％AgNP组中气管的H&E染色和MT染色（放大倍数为40倍）。（b）4周时，对PLA、PLA-4％AgNP和PLA-6％AgNP组的肉芽组织厚度分析。（c）不同纳米纤维膜涂层气管支架中的炎症细胞浸润分析。（d）不同纳米纤维膜涂层气管支架中的胶原沉积分析。注：CI，置信区间（*p<0.05，**p<0.005，***p<0.0005）；支气管化生显示在矩形虚线框中。

图7.（a）4周时，PLA、PLA-4％AgNP和PLA-6％AgNP组中心脏、肝脏、脾脏和肾脏的H&E染色（放大倍数为400倍）。（b）支架植入4周后，三组家兔血中ALB、AST、ALT、BUN、TBIL和CR的水平。

图8.（a）PLA、PLA-4％AgNPs和PLA-6％AgNPs组中均形成斑块。（b）不同膜上的细菌菌落数。（c）PLA组和PLA-4％AgNP组中细菌含量与肉芽组织形成的相关性分析。（d）PLA组和PLA-6％AgNP组中细菌含量与肉芽组织形成的相关性分析（*p<0.05，**p<0.005，***p<0.0005）

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