納米纖維是具有納米直徑和特定長度直徑比的長線狀材料。納米纖維具有多孔網(wǎng)狀結構，具有極高的比表面積，可進行化學修飾和裝載藥物。金屬化納米纖維是一種新型材料，它通過靜電紡絲摻雜、化學修飾和負載方法將金屬與納米纖維結合在一起，從而提高了傳統(tǒng)納米纖維的性能屬性。由于其獨特的物理和化學性質(zhì)，金屬化納米纖維是物理化學、材料科學和電池制備領域迅速發(fā)展的多樣化材料。隨著先進制備技術和材料生物相容性水平的提高，金屬化納米纖維憑借其優(yōu)異的導熱性、導電性和獨特的金屬特性，其應用正逐漸擴展到生物醫(yī)學領域。
鑒于此，澳門大學代云路教授、東華大學史向陽教授、山西醫(yī)科大學張瑞平教授合作，總結了金屬化納米纖維在生物醫(yī)學中的應用。本綜述建議以安全性和穩(wěn)定性為主要材料選擇準則，制備用于組織工程、藥物輸送、腫瘤治療、傷口愈合和生物傳感應用的金屬化多功能納米纖維。另外，綜述也總結了生物醫(yī)學應用納米纖維的未來的研發(fā)方向。
納米纖維的合成與改性
圖1：金屬化納米纖維的設計、改性、表征及其在生物醫(yī)學的應用示意圖。
金屬化納米纖維復合材料的形態(tài)分類
金屬化納米纖維的應用是生物醫(yī)學領域的一個新興研究課題。研究人員設計并合成了具有不同形態(tài)的納米纖維和納米材料，以實現(xiàn)高度專業(yè)化的應用。根據(jù)納米纖維的不同形態(tài)，建立了不同功能的納米纖維，包括與納米纖維結合的金屬有機框架（MOFs）和金屬多酚網(wǎng)絡（MPNs）、形成不同水凝膠類似物的納米纖維以及與納米顆粒結合的納米纖維。
表1：金屬化納米纖維的生物傳感器設計方案
金屬化納米纖維作為具有優(yōu)異性能的材料，在生物醫(yī)學領域前景廣闊，但仍存在一些局限性。因此，可以從以下幾個方面考慮改進金屬化納米纖維的制備和應用。1) 金屬納米纖維的安全性不容忽視。由于涉及生物醫(yī)學應用，研究人員選擇的材料必須是無毒無害的，尤其要注意金屬的副作用、代謝方式和可能的身體免疫反應。2) 必須進一步優(yōu)化金屬化納米纖維的合成方法和多靶點的改性。在納米纖維的表面改性過程中，可通過特定的官能團（羧基、氨基、酰胺、烷氧基、磺酸基等）對納米纖維進行改性，從而拓寬金屬化納米纖維的應用領域。此外，隨著人工智能的發(fā)展，制備過程可結合人工智能進行優(yōu)化選擇。3) 金屬化納米纖維材料的設計可在材料科學、納米技術、藥學和臨床醫(yī)學等多個領域得到提升。研究人員需要拓展應用領域，重點解決制藥行業(yè)的實際問題。4) 臨床轉(zhuǎn)化一直是納米材料面臨的挑戰(zhàn)。如何在工業(yè)化生產(chǎn)金屬化納米纖維的同時，確保其產(chǎn)品的穩(wěn)定性、安全性和可控性，是研究人員需要攻克的一大難題。盡管存在這些缺點，但隨著技術的進步和應用需求的增加，金屬化納米纖維仍具有廣闊的應用前景。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202302044
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