作者：山东第二医科大学口腔医学院（闫鑫）；华中科技大学同济医学院药学院（贾舟延）；空军军医大学第三附属医院颌面外科（宗春琳，
静电纺丝技术(electrospinning technology，ES)是一种通过静电力将高分子溶液或熔体形成纳米级到亚微米级纤维网络的技术。纺丝装置一般包括高压电源、控制聚合物流速的注射泵、钝头注射针以及用于接收静电纺丝纤维的导电集电器。该技术在材料科学、纺织科学、化学、生物医学工程和药物递送等领域具有广泛的应用前景。
利用静电纺丝技术制备的纳米纤维支架具有良好的生物相容性和生物可降解性，为组织工程提供了一个理想的支架材料。此外，纳米纤维负载药物的系统能够实现靶向输送，提高药物的局部浓度，减少全身副作用，这对于OC的局部治疗尤为重要。ES负载药物载体具有大比表面积、高孔隙率和超高载药量的优势，能够实现持续缓释、定向传递、控制释放等功能；通过干预突变的肿瘤抑制基因、激活的增殖信号通路、异常的凋亡途径等影响OC的生物学转归。
在OC治疗上主要集中于以下两个方面：第一，抑癌药物常以小分子、蛋白质和核酸等形式负载于纺丝纤维，以期实现OC的化学治疗、靶向递送以及生物活性功能等；第二，静电纺丝纤维常通过OC模型进行细胞毒性评估、细胞行为学改变、药物释放动力学特性以及生物分布和代谢的研究，通过静电纺丝纤维的独特结构释放药物从而影响肿瘤细胞周期、诱导癌细胞凋亡；抑制细胞外基质降解、调节细胞黏附分子表达影响OC细胞的迁移和侵袭；激活免疫细胞以及增强抗肿瘤免疫记忆促进免疫反应来实现对OC的治疗。
本文首先阐述了ES的基本原理和制备过程，进而分析了静电纺丝纤维的特性，如纳米级尺寸、多元工艺、可控结构等，这些特性使得静电纺丝纤维在OC治疗中具有优越性能；随后对ES在治疗OC方面的研究进行详细综述，包括抑癌药物的递送、术后软硬组织的再生修复以及其他治疗药物释放的载体；最后，探讨了ES在口腔疾病治疗中的挑战和展望，以期为未来研究和临床应用提供思路。
1. 静电纺丝技术的工程策略和生物功能
ES从发现到如今已产生了多种多样的工程策略包括电喷涂纳米颗粒的沉积或微球、核壳纳米纤维、多层膜和复合支架等，这使纺丝纤维具备丰富的生物功能，不仅可以进行化疗药物的递送还能实现蛋白质和其他成分的生物效应。通过直接或逐层静电纺或与电喷雾技术结合制备电喷涂纳米颗粒沉积或微球用于促进组织再生；通过电喷雾过程改善材料的孔隙率和力学性能，且沉积的微球还有助于提高所获得的支架在颌骨再生过程中骨的无细菌感染，保证骨块的生物活性。
在结构改性方面，近年来的研究重点是利用同轴ES开发核壳纳米纤维作为一类新型药物传递载体，在静电纺纤维中包裹药物不仅能够实现有效载荷的可控释放，而且壳层还可以增强纳米纤维的机械强度。已成为OC治疗中药物输送的一类理想候选者。不同孔隙率的层层组合可以更好地实现生物功能，多层、三维纳米纤维支架在调节异常细胞行为和促进组织再生方面具有独特的优势。
此外，支架会提供足够的空间来输送化疗药物或其他生物活性因子，特别是将两种或两种以上的纳米颗粒、药物或细胞装载在不同的层中，可以协同释放，从而进一步干预影响OC的生物学转归以及促进缺损部位的修复再生。复合材料支架将是实现不同性能之间平衡的最佳选择适用于复杂损伤组织的修复或再生过程，例如肿瘤切除后软硬组织的修复，包括骨纤维、肌肉、神经和血管；除了为细胞粘附提供足够的机械强度和空间还可以添加成骨和抗菌的性能。这些制备工艺和生物功能能够适应复杂的口腔环境，为OC的治疗及术后功能的恢复提供更有力的保证。
2. 静电纺丝技术用于治疗口腔癌
2.1 抑癌药物的递送
通过静电纺丝制备的纳米纤维载体，可将抗肿瘤药物递送到肿瘤部位，提高治疗效果。栗达选用具有良好的生物相容性材料
制备的DDP/MSA-C-PVA/SA/LBG三层载药复合纳米纤维-凝胶膜，具有缓释效果，且可以在降低药物浓度的同时增强药物对CAL-27细胞的增殖抑制作用从而达到良好的化疗效果。几十年来，一些植物提取物的体外抗癌活性广为人知，并以常规方式应用。具体来说，Ravichandran等开发基于聚己内酯(PCL)的纳米纤维膜，掺入海州常山桐(clerodendrum phlomidis，CPM)的提取物到纳米纤维膜上，暴露于OC和
2.2 术后软硬组织的再生修复
口腔组织工程是利用生物材料修复或替换损伤口腔组织的一种方法。ES可制备具有生物相容性和生物降解性的纳米纤维支架，为口腔组织工程提供了理想材料。近年来，静电纺丝制备的支架在软组织再生方面展现出其优越性，不仅有利于组织再生，同时也具有降解吸收等特性。Xu等在研究中用手持式静电纺丝装置将聚乙烯醇(PVA)和骨髓干细胞(BMSCs)电纺，通过光镜和电子显微镜观察细胞和纤维的分布和相互作用，发现纤维分布均匀，BMSCs分布在纤维之间。组织学染色显示，通过促进肉芽组织修复，促进创面愈合和附件再生。
大面积的术区伤口会出现严重细菌感染。然而，生物活性改善，预防术区感染的进展目前受到限制。因此，Rahmani等使用静电纺丝方法优化和制造含有姜黄素(CUR)的聚乙烯醇(PVA)-氧化石墨烯(GO)-银(Ag)纳米纤维，用于潜在的伤口愈合应用。
纳米纤维在pH7.4时CUR的释放被阻止，而酸性微环境(pH5.4)增加了PVA/GO-Ag-CUR纳米纤维的CUR释放，证实了纳米纤维的pH敏感性。使用NIH3T3成纤维细胞的体外伤口愈合试验，观察到在PVA/GO-Ag-CUR纳米纤维上培养的细胞的加速生长和增殖。引导骨再生是在材料植入前增加下颌骨缺损区骨量的有效方法。
Watcharajittanont等制备了模拟口腔软组织的聚氨基甲酸酯/丝素蛋白(SF)电纺膜。将电纺聚氨纶纤维制成膜，接下来将不同厚度的电纺SF纤维覆盖在聚氨基甲酸酯层上，然后SF层上覆盖有静电纺聚氨酯纤维。结果显示聚氨基甲酸酯/丝素蛋白电纺膜具有较好的物理性能和力学性能。实验结果证明了以丝素蛋白为核心的引导骨再生膜具有良好的应用前景。组织工程中的纳米纤维因其独特的固有特性基于纳米纤维的膜或支架具有高的表面积与体积比，从而提高了细胞的粘附性。纳米纤维还可以促进特定的细胞功能，如黏附、增殖、分化，并可以调节干细胞的行为。此外，可以通过蛋白质、药物和配体来实现特定结构。
2.3 其他治疗药物释放的载体
在寻找合适的药物释放系统方面面临以下几个挑战：首先，该系统可以提供持续的药物释放，直接针对疾病部位或病变，特别是在OC患者口腔内潮湿复杂的环境和黏膜组织表面的灵活性使粘连变得困难。这是一个尚未得到满足的重大临床需求，用于局部口服药物输送的电纺薄纤维贴片可能是克服这些挑战的理想选择。
Qin等通过ES制备了壳聚糖/普鲁兰复合纳米纤维快速溶解口腔膜(FDOF)。水溶性测试证明，FDOF可以在60s内完全溶解在水中。其次，在过去的几十年里，难溶于水的药物的溶解一直是制药学中长期存在的重要问题，难溶性药物的缓释递送具有一定的挑战性，口腔溶解纤维网解决办法是ES的又一创新型应用。Ning等开发了一种包含电纺纳米纤维的新型口腔分散膜(OM)，用于快速溶解
电镜图像表明OM由具有芯鞘内部结构的线性纳米纤维组成。体外溶出测量和模拟人工舌实验证实OM 能够以脉动方式释放负载的DS。这为一系列适合口服的水溶性差的活性成分的快速溶解和快速作用铺平了道路。
3. 静电纺丝技术在口腔癌治疗研究领域面临的挑战
3.1 制备工艺与材料性能的优化
在制备工艺中，参数的优化是实现高质量纳米纤维膜的关键。电压、喷嘴到收集器的距离、溶液浓度、电荷密度、温、湿度等参数都会影响纳米纤维膜的形成和性能，通过调整这些参数，可以控制纤维直径、形态和密度，从而优化纤维膜的性能。另外，材料性能的优化也是制备高质量纳米纤维膜的必要条件。由于OC病情复杂，所使用的纳米纤维材料必须满足良好的生物相容性、生物可降解性、抗菌性等。因此，选择优质的纤维材料也是制备高质量纳米纤维膜的关键。
3.2 临床转化与应用的推广
利用静电纺丝制备纳米级药物纤维，用于肿瘤性溃疡的治疗；化疗药物的递送以及利用静电纺丝制备纳米级支架材料，用于口腔组织工程学的修复和再生等方面。然而静电纺丝在OC治疗研究中仍面临挑战和困难。虽然在科研领域内获得了充足的证据，这些证据表明ES与高性能聚合物治疗药物或/和生长因子等结合制作的材料具有与预期相当的治疗效果，但人体是一个复杂的多元生物体，想要在临床疗效中获得收益，不仅需要大量的
研究人员已经能够认识到OC临床治疗中存在的种种值得完善的部分，更重要的是如何把他们解决并应用到临床治疗中去，让更多的医生和患者从研究人员的努力中获益是ES在OC治疗研究领域的未来发展方向。
3.3 跨学科研究与创新
ES是一种常用的纺织材料构建方法，其以其高效、简洁的特点受到了广泛的关注和应用。通过与其他学科的交叉研究和创新，静电纺丝在OC治疗方面的前景广阔。这项技术的背后涉及到材料科学、化学工程、生物学等多个学科的知识。通过融合这些学科，研究者能够改进纺丝设备的设计，优化纤维的物化性质，提高静电纺丝的效率和稳定性。生物医学领域的进展使得静电纺丝纤维成为一种有潜力的OC的治疗材料。然而，ES在某些方面仍存在一些不足，如设备和成本较高纺丝效率低、纤维分布不均匀纺丝质量不稳定等问题。因此，需要探索新的材料构建技术，以弥补ES的不足之处。
来源：闫鑫，贾舟延，宗春琳，等.静电纺丝技术用于口腔癌的治疗研究进展[J].实用口腔医学杂志，2025，41(01)：126-130.
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