亚临界CO2膨胀纳米纤维支架复合藻酸盐-胶原凝胶用于组织再生中的可控药物释放研究

本研究创新性地采用亚临界CO2膨胀技术开发了具有三维多孔结构的胶原增强纳米纤维支架（EXP-COL-L），通过聚羟基丁酸酯-聚乙二醇（PHB-PEG）纳米纤维负载植物活性成分指甲花醌（Lawsone），并采用胶原-藻酸盐（COL-SA）凝胶增强。该支架展现出优异的机械强度（2.6 MPa）、高交联效率（82%）和持续双相药物释放特性（96小时释放66%），能有效清除自由基、下调促炎因子IL-6和Connexin-43，上调抗炎因子IL-10和胶原III，为烧伤等慢性创面治疗提供了新型仿生平台。

　　

Highlight

本研究通过亚临界CO₂介导的物理膨胀技术，成功构建了具有分层多孔结构的3D纳米纤维支架（3D NFS）。该技术利用干冰在亚临界条件下的相变特性，使液态CO₂渗透并滞留于纳米纤维多孔基质中，经减压后形成稳定的三维架构，显著提升了传统电纺膜的孔隙率和流体保持能力。

Collection and storage of Bovine Achilles tendons

牛跟腱组织（BATs）采集自印度金奈Perambur屠宰场，4°C冷链运输并保存于-20°C环境直至使用。

Chemicals

实验采用聚[(R)-3-羟基丁酸]（PHB）、聚乙二醇（PEG）、六氟异丙醇（HFIP）、海藻酸钠（SA）、氯化钙、指甲花醌（2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone）等试剂，所有化学品均符合分析纯标准。

Fabrication of collagen reinforced subcritical fluid expanded nanofibrous scaffold

三维纳米纤维支架（3D NFS）的制备采用亚临界CO₂降压技术：干冰相变过程中，液态CO₂渗透至纳米纤维孔隙引发膨胀，减压后气态CO₂逸出从而固定三维结构。该过程成功实现了支架厚度增加和孔隙结构的精准调控。

Conclusion

烧伤治疗的复杂生理学挑战需要多功能伤口护理方案。EXP-COL-L纳米纤维支架通过亚临界CO₂膨胀技术显著提升孔隙率，在保持纤维形貌的同时促进胶原渗透，增强机械强度并实现药物缓释，为严重烧伤创面提供了革命性的治疗平台。