静电纺纳米纤维的进展：多功能材料和多样化的生物医学应用

静电纺纳米纤维的进展：多功能材料和多样化的生物医学应用

静电纺纳米纤维凭借其独特的物理化学性质，在材料科学和生物医学领域展现出巨大的应用潜力。近期，美国内布拉斯加大学医学中心谢敬伟教授团队在《Accounts of Materials Research》期刊上发表综述文章，系统总结了电纺纳米纤维材料的最新研究进展，包括材料创新、结构控制、表面功能化等多个方面，并探讨了其在生物医学领域的具体应用。

静电纺纳米纤维显示非凡的多功能性，在材料科学、生物医学等领域开辟了无数的可能性。近期，美国内布拉斯加大学医学中心谢敬伟教授团队发表综述，总结了电纺纳米纤维材料的最新研究进展，强调了它们的改性、独特结构、与其他技术的集成以及多种生物医学应用。相关研究内容以“Advances in Electrospun Nanofibers: Versatile Materials and Diverse Biomedical Applications”为题目发表在期刊《Accounts of Materials Research》( IF 14.0 )上。

本文要点：
1、本文综述了电纺丝纳米纤维材料的最新发展，强调了它们的改性、独特的结构、与其他技术的结合以及不同的生物医学应用。
2、此外，探索了电纺纳米纤维与其他技术的整合，如微流控芯片、微针和静电植绒。
3、重点介绍几个生物医学应用，包括感染控制、止血、组织再生和生物样本收集。
4、最后，评估了电纺纳米纤维材料的未来可能性。

静电纺纳米纤维材料的最新进展

1. 材料创新：研究者们正在探索新型聚合物系统，包括合成聚合物、天然聚合物和聚合物混合物，以扩展电纺纳米纤维的性能和功能。

2. 纤维结构控制：对纤维的尺寸、形态和排列的控制变得越来越重要。通过调整电纺过程中的参数，可以精确控制纳米纤维的直径和形态，以满足特定应用的需求。

3. 表面功能化：通过在纳米纤维表面修饰生物活性分子、药物或靶向配体，可以增强其特定功能，如抗菌性能、细胞粘附性或靶向药物传递能力。

4. 多功能混合结构：将电纺技术与其他制造技术（如3D打印、微流控技术或层层组装）结合，创造出具有定制属性和功能的多功能混合结构。

5. 生物医学应用：电纺纳米纤维在组织工程、伤口愈合、药物传递和生物传感等领域的应用得到了显著关注，研究者们致力于开发生物相容性和生物可吸收的支架，以促进组织再生和修复。

6. 3D结构的开发：通过将2D纳米纤维垫转变为3D支架，研究者们能够创建更复杂的结构，以更好地模拟生物环境，促进细胞生长和组织再生。

静电纺纳米纤维与其他技术的结合应用

1. 微流控技术：通过将电纺纳米纤维嵌入微流控芯片，可以实现对细胞行为的实时观察。这种集成的微流控设备能够在其中央腔室内精确地操控流体，并利用电纺纳米纤维的生物仿生特性来研究细胞动态。

2. 微针技术：电纺纳米纤维可以用于制造微针，这些微针可以用于药物传递和疫苗接种，提供无痛的给药方式。

3. 静电植绒：将电纺纳米纤维与静电植绒技术结合，可以在不同基材上创建具有特定功能的纤维涂层，增强材料的性能。

4. 3D打印：电纺纳米纤维可以与3D打印技术结合，制造复杂的三维结构和支架，适用于组织工程和再生医学。

5. 生物传感器：电纺纳米纤维的高表面积和可调形态使其成为生物传感器的理想材料，可以用于检测生物分子和环境污染物。

图2 电纺纳米纤维碎片在气凝胶和微球制造中的应用。

图3 电纺纳米纤维材料与其他技术的融合。

图4 静电纺纳米纤维材料在感染控制中的应用。

图5 电纺纳米纤维材料在伤口愈合中的应用。

图6 静电纺纳米纤维材料在骨再生中的应用。