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(jié)構(gòu)，具有極高的比表面積，可進(jìn)行化學(xué)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(xué)修飾和負(fù)載方法將金屬與納米纖維結(jié)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(xué)性質(zhì)，金屬化納米纖維是物理化學(xué)、材料科學(xué)和電池制備領(lǐng)域迅速發(fā)展的多樣化材料。隨著先進(jìn)制備技術(shù)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(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和獨特的金屬特性，其應(yīng)用正逐漸擴(kuò)展到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
鑒于此，澳門大學(xué)代云路教授、東華大學(xué)史向陽教授、山西醫(yī)科大學(xué)張瑞平教授合作，總結(jié)了金屬化納米纖維在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。本綜述建議以安全性和穩(wěn)定性為主要材料選擇準(zhǔn)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(yīng)用的金屬化多功能納米纖維。另外，綜述也總結(jié)了生物醫(yī)學(xué)應(yīng)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(shè)計、改性、表征及其在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用示意圖。
金屬化納米纖維復(fù)合材料的形態(tài)分類
金屬化納米纖維的應(yīng)用是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個新興研究課題。研究人員設(shè)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(yīng)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(jié)合的金屬有機(jī)框架（MOFs）和金屬多酚網(wǎng)絡(luò)（MPNs）、形成不同水凝膠類似物的納米纖維以及與納米顆粒結(jié)合的納米纖維。
表1：金屬化納米纖維的生物傳感器設(shè)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(xué)領(lǐng)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(jìn)金屬化納米纖維的制備和應(yīng)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(xué)應(yīng)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(yīng)。2) 必須進(jìn)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(tuán)（羧基、氨基、酰胺、烷氧基、磺酸基等）對納米纖維進(jìn)行改性，從而拓寬金屬化納米纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，隨著人工智能的發(fā)展，制備過程可結(jié)合人工智能進(jìn)行優(yōu)化選擇。3) 金屬化納米纖維材料的設(shè)計可在材料科學(xué)、納米技術(shù)、藥學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域得到提升。研究人員需要拓展應(yīng)用領(lǐng)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(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用需求的增加，金屬化納米纖維仍具有廣闊的應(yīng)用前景。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202302044
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