【CMT&CHTV 文献精粹】
导语：本文深入探讨了一种创新的个性化电纺丝补片，用于治疗中耳炎引起的鼓膜穿孔。通过结合组织工程与药物递送策略，研究团队成功开发了一种能够促进鼓膜再生同时实现环丙沙星局部释放的生物模拟支架，为临床治疗提供了新的可能性。
研究背景
中耳炎是常见的中耳炎症性疾病，每年影响着全球约7.4亿患者，尤其以5岁以下儿童为主。该病症常导致鼓膜穿孔，严重影响听力。目前，治疗中耳炎常采用广谱氟喹诺酮类药物如环丙沙星（Cip-rofloxacin，CIP）的抗生素治疗，但患者常因药物浓度低而接受高剂量治疗。为解决这一问题，研究者开始探索结合组织工程技术与药物递送系统，以实现更有效的局部治疗。此前的研究多集中在材料选择与药物释放机制的优化，但缺乏针对特定病原微生物引起的鼓膜穿孔的精准治疗研究。
2024年4月，Bioactive Materials杂志发表了一篇题为“Tunable ciprofloxacin delivery through personalized electrospun patches for tympanic membrane perforations”的研究文章，为我们提供了一种新的治疗策略。这篇文章通过结合组织工程和药物递送技术，开发了一种个性化的电纺丝补片，旨在更有效地治疗中耳炎引起的鼓膜穿孔。
研究设计
本研究采用电纺丝技术，设计了四种不同的模式制备CIP载药的PEOT/PBT补片，以模拟正常鼓膜的机械特性并实现个性化的药物释放。研究团队首先通过电纺丝技术制备了空白补片，然后通过混合环丙沙星于聚合物溶液或共电纺丝/电喷雾含药纳米粒子的方法制备了载药补片。研究中对补片的表面形态、物理化学特性、药物释放动力学和机械响应进行了全面评估，并通过体外细胞实验和抗菌实验验证了补片的生物相容性和抗菌效果。
研究结果
形态与物理化学特性
研究中制备的电纺丝补片通过扫描电子显微镜(SEM)观察，显示出了纳米纤维的形态和尺寸。随着CIP含量的增加，纤维直径和截面厚度显著减小，这可能归因于CIP分子的正电荷增强了电纺丝射流的拉伸。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和水接触角测量(WCA)等物理化学分析明确了CIP在聚合物基质中能成功包埋，并且CIP的加入提高了补片的亲水性。
药物释放动力学
研究评估了不同制备模式下CIP的释放动力学（图1）。结果显示，模式Ⅱ（混合电纺丝）和模式Ⅳ（结合模式Ⅱ和Ⅲ）的补片在7天内显示出了持续的CIP释放，而模式Ⅲ（共电纺丝/电喷雾）则展示了更快的初始药物释放速率。具体数值显示，模式Ⅱ中CIP 10%的补片在72小时和168小时时分别释放了预定剂量的约45%和75%，而模式Ⅲ在相同时间点的释放率则更高（图2）。这些结果表明，通过调整制备参数，可以精确控制药物的释放速率，以满足临床需求。
机械特性
补片的机械特性通过拉伸测试和宏观压痕测量进行了评估。结果显示，CIP的加入显著提高了补片的机械强度，尤其是当CIP含量达到20%时，补片的杨氏模量(E)显著增加。此外，共电纺丝/电喷雾模式制备的补片在机械性能上优于直接混合CIP的补片，这可能与纳米粒子的加入改善了纤维的取向和排列有关。
生物学特性
人间充质干细胞(hMSCs)的体外实验表明，所有制备的补片均支持细胞的粘附、活性和增殖。然而，与未载药的补片相比，载药补片特别是模式Ⅲ的补片在细胞粘附方面表现稍差，这可能与补片表面的药物浓度有关。尽管如此，随着培养时间的延长，所有补片上的细胞覆盖率和增殖活性均达到较高水平（图3）。
抗菌效果
抗菌实验通过抑菌环扩散测试和生物膜形成评估进行。结果显示，模式Ⅱ和Ⅳ的补片由于CIP的累积释放量较高，能有效抑制金黄色葡萄球菌(S. aureus)和铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的生长，形成了明显的抑菌环（图4）。而模式Ⅲ的补片虽然也显示出一定的抗菌效果，但不如前两者显著。此外，所有补片均能抑制S. aureus的生物膜形成，但对于P. aeruginosa，仅模式Ⅱ和Ⅳ显示出显著效果。
总结讨论
本研究成功开发了一种新型的个性化电纺丝补片，通过精确调控药物释放，为治疗中耳炎引起的鼓膜穿孔提供了一种潜在的解决方案。研究结果表明，该补片不仅能有效释放药物，抑制病原微生物生长，还能模拟鼓膜的机械特性，促进组织再生。此外，补片的生物相容性良好，对细胞活性无负面影响。未来研究将进一步在动物模型中评估这些载药补片的体内效果，以期为临床应用提供更多依据。
参考文献
ANAND S, FUSCO A, GÜNDAY C, et al. Tunable ciprofloxacin delivery through personalized electrospun patches for tympanic membrane perforations[J]. Bioact Mater. 2024;38:109-123. Published 2024 Apr 24. DOI:10.1016/j.bioactmat.2024.04.001.
“医学论坛网”发布医学领域研究成果和解读，供专业人员科研参考，不作为诊疗标准，使用需根据具体情况评估。
编辑：且行
二审：薄荷
三审：清扬
排版：半夏
