水凝膠纖維具有水凝膠的性能特點以及纖維的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，受到研究者的廣泛關(guān)注。兼容各種傳統(tǒng)加工策略的水凝膠纖維可以有效構(gòu)建一維、二維、三維產(chǎn)品，在生物醫(yī)用領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。然而，由于水凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性及較弱的力學(xué)性能，無法通過機械牽伸的方法制備小直徑的水凝膠纖維，這極大限制了水凝膠纖維的應(yīng)用研究。因此，亟需一種高效且適用范圍廣的方法，用于規(guī)模化制備直徑可控、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠纖維。

      近期，江南大學(xué)與上海肺科醫(yī)院團隊合作設(shè)計了一種流體動力牽伸紡絲平臺（HDSP），用于規(guī)?；苽渲睆娇煽氐乃z纖維。通過調(diào)節(jié)纖維與流體渦旋之間的速度差，HDSP能將不同的水凝膠體系加工成直徑可控（15～500μm之間）的水凝膠纖維。而且，該紡絲平臺具備工業(yè)化生產(chǎn)潛力、高效的牽伸能力、顯著的載藥活性以及后續(xù)產(chǎn)品加工兼容性好等特點。
      在自然界中，水渦能夠使物體沿著特定方向旋轉(zhuǎn)，這與物體和水流之間的曳力有關(guān)。因此，通過調(diào)節(jié)流體渦旋與纖維之間的速度差，改變兩者之間的曳力，從而有效調(diào)控水凝膠纖維的直徑。HDSP能夠連續(xù)制備直徑均勻的水凝膠，搭載多通道噴絲裝置的HDSP為水凝膠纖維的工業(yè)化生產(chǎn)提供了可行的解決方案。基于水凝膠纖維的成形機理與微觀結(jié)構(gòu)，能夠有效負載疏水性藥物和親水性藥物。

控的水凝膠纖維
      為了驗證HDSP的廣泛適應(yīng)性，研究人員分別制備了海藻酸鈣、殼聚糖與聚丙烯腈3種體系的纖維。結(jié)果表明，HDSP柔和高效的牽伸力能夠顯著減小纖維直徑；此外，還可構(gòu)建水凝膠紗線、纖維束、非織造布、編織布與纖維支架等。水凝膠纖維的直徑?jīng)Q定了后續(xù)產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，隨著纖維直徑的增大，水凝膠非織造布的孔徑增大，纖維之間黏結(jié)松散。

HDSP的廣泛適應(yīng)性應(yīng)用
      隨后，研究人員結(jié)合高效簡便的HDSP與濕法成網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了水凝膠基非織造材料（HNs）傷口敷料。通過絲素蛋白網(wǎng)絡(luò)焊接機制增強了HNs的力學(xué)性能，且HNs表現(xiàn)出優(yōu)異的濕度管理能力與細菌阻隔性能。

HDSP與濕法成網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建傷口敷料及性能表征
      HNs優(yōu)異的親水性能與豐富的鈣離子使其具有卓越的止血能力。通過H₂O₂刺激細胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激進一步評價HNs的抗氧化活性。結(jié)果表明，HNs能夠通過清除活性氧有效調(diào)節(jié)創(chuàng)面氧化應(yīng)激；此外，HNs能夠調(diào)節(jié)巨噬細胞表型改善創(chuàng)面微環(huán)境，促進傷口愈合。

HNs的抗氧化活性評價結(jié)果
      研究人員還通過小鼠全層皮膚缺損模型驗證了HNs作為傷口敷料在調(diào)控氧化應(yīng)激、防止傷口發(fā)炎與促進傷口愈合等方面的顯著效果。結(jié)果表明，同時添加槲皮素與絲素蛋白的HNs治療組皮膚組織的再生速度明顯快于其他治療組。
      該研究成果以“Vortex-inspired Hydrodynamic Drafting Spinning Platform for Large-scale Preparation of Hydrogel Fibers”為題發(fā)表在Advanced Fiber Materials上。