Journal of Functional Biomaterials：功能性生物材料应用文章精选 | MDPI 编辑荐读
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本期荐读精选了近年发表在Journal of Functional Biomaterials期刊上有关功能性生物材料的文章，研究内容涵盖了纤维材料用于皮肤伤口愈合、pH 传感、神经修复、骨替代物等方面。欢迎相关领域的学者阅读赏析。
01
Bio-Based Electrospun Fibers for Wound Healing
用于伤口愈合的生物基电纺纤维Serena Danti et al.
https://doi.org/10.3390/jfb11030067
皮肤作为保护其他组织的指定器官，是人体最先受伤的最大器官，因此被赋予很强的自我修复能力。然而，在严重损伤或大量表面损伤的情况下，伤口很难或者不足以自然愈合而导致有害且疼痛的症状，需要修复佐剂和组织替代物缓解这一症状。除了传统的伤口护理选择外，生物可降解聚合物，无论是合成的还是生物来源，因其高生物相容性、生物降解性和生物活性特性，如抗菌、免疫调节、细胞增殖和血管生成，正变得越来越重要。为了创造适合愈合过程的微环境，一个关键特性是聚合物能够纺成亚微米纤维 (例如，通过静电纺丝) ，因为它们模仿纤维细胞外基质并可以支持新组织的生长。生物医学领域使用的许多可生物降解聚合物符合生物基聚合物 (也称为生物聚合物) 的定义，这些聚合物最近被用于其他工业领域，以减少对自然材料和能源影响，因为它们来自于可再生的生物资源。本篇综述不仅描述了伤口愈合的基本概念，重点介绍了先进的伤口敷料，还重点讨论了用于伤口有效愈合的生物基天然和合成电纺结构的最新发展，旨在提高在医疗器械中使用生物基聚合物的程度
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Azimi, B.; Maleki, H.; Zavagna, L.; De la Ossa, J.G.; Linari, S.; Lazzeri, A.; Danti, S. Bio-Based Electrospun Fibers for Wound Healing. J. Funct. Biomater. 2020,11, 67. https://doi.org/10.3390/jfb11030067
02
Development of Highly pH-Sensitive Hybrid Membranes by Simultaneous Electrospinning of Amphiphilic Nanofibers Reinforced with Graphene Oxide
用氧化石墨烯强化的两亲性纳米纤维所制成的联立静电纺丝制成的高pH敏感混合膜的发展
Xiongbiao Chen et al.
https://doi.org/10.3390/jfb10020023
基于纳米纤维的pH传感器响应时间快、机械性能良好，其在工业和医疗领域存在广泛的应用前景。在本研究中，作者通过静电纺丝聚氨酯 (PU) /聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 (PAMPS) /氧化石墨烯 (GO) 和指示剂染料制备了纳米纤维膜pH敏感传感器，并使用扫描电子显微镜 (SEM) 观察了电纺纳米纤维的形貌，同时研究了亲水聚合物比例和GO浓度对传感响应时间的影响。在溶液测试中，在较宽的pH值范围 (1-8) 内研究了膜的敏感性，并通过使用紫外-可见光谱计算总色差来测量颜色变化。作者还在3种不同pH值 (1,4,8) 下对薄膜进行了蒸汽测试。SEM结果表明成功制备了PU (纤维平均直径519nm) 和PAMPS (纤维平均直径78nm) 的双峰纤维直径分布，传感响应时间随着PAMPS和GO浓度的增加而显著降低，混合疏水/亲水/GO纳米纤维膜能够立即响应溶液pH值的变化，并在短短7秒内检测化学蒸气溶液的pH值变化。
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Gorji, M.; Sadeghianmaryan, A.; Rajabinejad, H.; Nasherolahkam, S.; Chen, X. Development of Highly pH-Sensitive Hybrid Membranes by Simultaneous Electrospinning of Amphiphilic Nanofibers Reinforced with Graphene Oxide. J. Funct. Biomater. 2019,10, 23. https://doi.org/10.3390/jfb10020023
03
Electrosprayed Chitin Nanofibril/Electrospun Polyhydroxyalkanoate Fiber Mesh as Functional Nonwoven for Skin Application
电喷甲壳素纳米纤维/电纺聚羟基脂肪酸酯纤维网作为皮肤应用的功能性非织造布
Serena Danti et al.
https://doi.org/10.3390/jfb11030062
聚羟基脂肪酸酯 (PHAs) 是一类生物基聚酯，在生物医学领域有很多不同的应用方法。甲壳素和木质素是渔业和植物生物质的副产品，在纳米尺度上显示出抗菌和抗炎活性。由于它们的极性，甲壳素纳米原纤维 (CN) 和纳米木质素 (NL) 可以组装成微复合物，可装载生物活性因子，如甘草次酸 (GA) 和CN-NL/GA (CLA) 复合物，并可用于装饰聚合物表面。本研究旨在开发用于创面愈合的全生物基生物活性网眼材料。聚 (3-羟基丁酸酯) /聚 (3-羟基辛酸酯-co-3-羟基癸酸酯) 用于生产薄膜和纤维网，通过电喷涂表面改性CN或CLA使其均匀分布。作者用静电纺丝法成功地制备了具有理想尺寸和形态的P (3HB) /P (3HO-co-3HD) 纤维，用CN和CLA对其进行功能化，并在人角质形成细胞上进行了体外实验。CN和CLA通过下调促炎细胞因子的表达和上调人类防御素2的表达，提高了电纺纤维网的间接抗菌和抗炎活性。这种天然且生态可持续的网状物在伤口愈合应用中具有良好的前景。
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Azimi, B.; Thomas, L.; Fusco, A.; Kalaoglu-Altan, O.I.; Basnett, P.; Cinelli, P.; De Clerck, K.; Roy, I.; Donnarumma, G.; Coltelli, M.-B.; Danti, S.; Lazzeri, A. Electrosprayed Chitin Nanofibril/Electrospun Polyhydroxyalkanoate Fiber Mesh as Functional Nonwoven for Skin Application. J. Funct. Biomater. 2020, 11, 62. https://doi.org/10.3390/jfb11030062
04
RGD-Modified Nanofibers Enhance Outcomes in Rats after Sciatic Nerve Injury
RGD改性纳米纤维增强大鼠坐骨神经损伤后的预后
Matthew Becker et al.
https://doi.org/10.3390/jfb10020024
缺乏良好的临床替代自体移植物是神经损伤手术中的一个重大问题，迫切需要组织工程策略来提供替代方案。在本研究中，作者利用生物活性肽RGD修饰的取向排列纳米纤维修复大鼠坐骨神经。空导管或者被填充了非功能化排列的纳米纤维的导管，以及RGD功能化排列的纳米纤维导管，被用来在6周内去修复实验鼠坐骨神经处13毫米的损伤。如组织学分析所示，取向排列的纳米纤维促进了细胞浸润和神经修复，并且RGD功能化纳米纤维减少肌肉萎缩。在恢复的6周内，对动物进行运动和感官测试。在第4周，RGD功能化纳米纤维组的感觉恢复得到改善，而其他组在受伤后需要6周才能显示出改善。因此，功能化纳米纤维的使用提供了有助于体内神经修复的线索，应被视为一种未来的修复策略。
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Cavanaugh, M.; Silantyeva, E.; Pylypiv Koh, G.; Malekzadeh, E.; Lanzinger, W.D.; Willits, R.K.; Becker, M.L. RGD-Modified Nanofibers Enhance Outcomes in Rats after Sciatic Nerve Injury. J. Funct. Biomater. 2019, 10, 24. https://doi.org/10.3390/jfb10020024
05
First Clinical Experience with a Carbon Fibre Reinforced PEEK Composite Plating System for Anterior Cervical Discectomy and Fusion
碳纤维增强PEEK复合钢板系统用于颈椎前路椎间盘切除术和融合的首次临床经验
Helena Milavec et al.
https://doi.org/10.3390/jfb10030029
碳纤维增强聚醚醚酮 (CFR-PEEK) 是骨科手术中替代金属植入物的合适材料。CFR-PEEK的射线可透性允许对骨骼和软组织结构进行最佳可视化。本文旨在评估在首次应用临床条件下使用CFR-PEEK颈椎前路钢板 (ACP) 进行前路颈椎间盘融合术 (ACDF) 的性能以及放射学和临床结果。作者回顾性研究了2011年至2016年间接受ACDF和CFR-PEEK ACP的42名患者的数据。评估了术前、术后即刻和12个月的随访期的临床结果 (奥多姆标准、并发症) 和放射学参数 (颈椎前凸和节段性前凸、融合的Bridwell评分、邻近节段退变) 。患者满意度为优、良、中、差，其分别为12例、19例、3例、1例。两名患者出现吞咽困难。手术过程中没有发生硬件故障。与术前 X 线片相比，12个月随访时，观察到颈椎整体前凸和节段前凸的增加 (分别为7.4±10.1度和5.6±7.1度) 。Bridwell IF等级I、II 和 III分别在22、6和7名患者中观察到。12个月相邻节段无退变和相邻节段无病生存率分别为93.1%和96.3%。吞咽困难率为5.7%，再手术率为4.8%。总之，CFR-PEEK ACP在种植体安全性、颈椎前凸恢复和功能恢复方面显示出积极的结果，适用于ACDF。
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Milavec, H.; Kellner, C.; Ravikumar, N.; Albers, C.E.; Lerch, T.; Hoppe, S.; Deml, M.C.; Bigdon, S.F.; Kumar, N.; Benneker, L.M. First Clinical Experience with a Carbon Fibre Reinforced PEEK Composite Plating System for Anterior Cervical Discectomy and Fusion. J. Funct. Biomater. 2019, 10, 29.https://doi.org/10.3390/jfb10030029
Journal of Functional Biomaterials
期刊介绍
Journal of Functional Biomaterials (ISSN 2079-4983) 是一个国际型开放获取期刊。目前，期刊已被Scopus、SCIE (Web of Science) 、PubMed、PMC等数据库收录。期刊旨在发表生物医用材料方面研究。
2020 Citescore | 7.3 |
TFD | 17 |
SJR | 1.241 |
SNIP | 1.994 |
*TFD: Time to First Decision; SJR: SCImago Journal Rank; SNIP: Source Normalized Impact per Paper
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审稿人信息
潘丹 博士
东华大学纺织学院
研究方向：聚合物成型、智能纤维、高聚物流变学等
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