静电纺丝制备抗菌纳米纤维应用进展

焦体峰,刘 慧,马金铭,刘志伟,高丽丽，李冰冰

(1.燕山大学 环境与化学工程学院，河北 秦皇岛 066004；2.燕山大学 河北省应用化学重点实验室，河北 秦皇岛 066004；3.中密歇根大学 化学系，美国 芒特普莱森特 48859)

0 引言

在日常的生产生活中，细菌微生物与我们共存。细菌、病毒等微生物粘附在空气中的污染物颗粒上，形成微生物气溶胶，这是引起空气污染的原因之一。微生物气溶胶中含有的致病性微生物如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、曲霉菌、流感病毒等易通过皮肤创伤、呼吸道、消化道系统侵入人体，对人们的健康和生活产生巨大的危害[1-2]。生活用水中除了工业废水排放化学污染物造成饮用水的污染外，生活污水和医院废水等都含有大量病原微生物或携带病毒，如果长时间饮用被微生物污染的水会影响身体健康，甚至引起大面积的传染性疾病[3]。这些细菌微生物迅速繁殖并传播疾病，严重影响人类的生产生活环境，所以抗菌性能的纤维材料备受关注。

静电纺丝法制备纳米纤维的设备简单易操作，且对获得的电纺聚合物纤维进行负载、接枝等策略改性，可以获得不同的功能性纳米材料。通过静电纺丝技术制备具有抗菌性能的纳米纤维材料是抗菌材料的重要研究方向。

1 静电纺丝技术及其应用

聚合物纳米纤维的比表面积大、可功能化，具有广泛的应用前景。目前有多种制备聚合物纳米纤维的方法，如自组装法、模板聚合法、拉伸法、相分离法、静电纺丝法等[4]。静电纺丝法因其所需设备简单、操作方便是制备聚合物纳米纤维常用的技术手段[5-6]。静电纺丝法是通过在针头和收集板之间施加高压电场，当聚合物液滴的静电斥力大于液滴表面张力和粘弹性力时产生锥形射流，经过一系列不稳定拉伸振荡，射流凝固并沉积在收集器上，从而获得纳米纤维(图1、图2)[7-8]。静电纺丝法获得的纳米纤维，其孔隙率高、长径比大、比表面积大、纤维形态力学性能可调及易功能化，通过改变平行排列、中空等工艺参数可形成特殊的结构效应。因此，静电纺丝纳米纤维在生物医用材料、催化材料、储能材料、水处理、空气净化、食品工业等领域及传感器方面均有广泛研究[9]。

图1 静电纺丝过程示意图Fig.1 Schematic diagram of electrospinning process

图2 静电射流路径Fig.2 The path of an electrospun jet

静电纺丝纳米纤维在生物医用领域的应用主要集中在构建组织工程支架[9]、药物分子传递、伤口敷料、固定生物酶等。良好的生物相容性和生物可降解的纤维支架具有独特的性质和模仿天然细胞外基质的特性，这有利于组织的再生与修复[10]。由于静电纺丝纳米纤维的内部连接易通过交联、共价键结合、包埋等方法固定生物酶并使其均匀分散，从而提高酶的催化活性[11]。在储能材料领域，静电纺丝纳米纤维主要应用于超级电容器、电池等储能装置中[12]，合适的静电纺丝条件结合煅烧等后处理，制备获得的高比表面积和独特结构的纳米纤维可用于电池的电极、夹层材料和质子交换膜等。在催化材料领域，静电纺丝技术在光催化、热催化、电催化等方向被广泛研究，主要制备金属氧化物/过渡金属等纳米颗粒、聚合物/碳等复合纳米纤维催化剂、以及负载型纤维催化材料[13]。在水处理领域，纳米纤维结构有利于污染物的吸附和光催化活性[14-15]。静电纺丝法制备壳聚糖、纤维素、海藻酸盐、普鲁兰多糖、淀粉、透明质酸等聚合物纳米纤维能有效去除重金属和染料。这是因为上述碳水化合物具有独特的化学组成、分子量和功能化学基团，如羟基、氨基和羧基，使其展现出优异的染料和金属离子螯合潜力[16]。

在空气净化领域静电纺丝纳米纤维的优势显而易见，可控直径、多孔结构、高比表面积、体积比、良好的内部连通性、可控的形态等保证了低成本的、优良的过滤吸附性能。目前主要研究以天然材料、生物合成聚合物、化学合成聚合物在内的绿色可持续高分子材料进行绿色电纺丝。使用水溶剂或无溶剂的绿色静电纺丝制备纳米纤维，用于多功能口罩、过滤棉、空气净化器等空气过滤材料[17-18]。在食品工业领域通过静电纺丝法制备的纳米纤维材料对化合物进行包封[19]，能保护生物活性物质免受热敏性和光照条件、储存不稳定性和化学降解的影响，提高了食品和营养品的货架期。静电纺丝纳米纤维还应用于高性能传感器[20]、柔性碳纳米膜、防电磁辐射、可穿戴纺织品、吸声降噪材料[21]等，可见静电纺丝技术在各个领域都备受关注，大多数合成聚合物和天然聚合物都能通过静电纺丝得到连续均匀的纳米纤维，独特的孔隙结构以及易功能化的特性，使其具有广阔的应用前景。

2 静电纺丝技术制备抗菌纳米纤维

2.1 添加医药抗菌剂

添加医药抗菌剂即直接或间接在静电纺丝过程中加入具有抗菌性能的物质。生物医用材料对抗菌性能要求高，抗生素由于具有较高的抗菌活性常直接作为抗菌剂加入静电纺丝溶液中[22-23]。抗生素主要有氨基糖苷类、β-内酰胺类、糖肽类、喹诺酮类、磺胺类和四环素类。不同浓度不同类型的抗生素已经被掺入到多种聚合物混纺的纳米纤维中，药物释放速率也被证明随不同抗生素、特定抗生素被负载到纤维中的形式(酸、碱、盐形式)、负载方式(嵌入、涂覆、表面沉积、芯鞘包埋等)以及各种添加剂的加入而变化[24]。He等人将不同质量的恩诺沙星抗生素直接加入到聚偏氟乙烯(PVDF)纺丝液中，混合均匀后通过静电纺丝将恩诺沙星吸附到PVDF纳米纤维上，并研究了药物的释放扩散过程。研究结果表明该纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌活性，恩诺沙星在碱性环境下释放速度较快，先呈爆发式释放后持续稳定释放(图3)[25]，非常适用于创面愈合。

图3 载药纤维膜的释放曲线Fig.3 Release curve of drug-loaded fibrous membranes

除了溶液静电纺丝，熔融静电纺丝也可以直接将抗菌剂加入电纺前驱体中，制备具有抗菌性能的电纺纤维。如He等[26]将不同共混比例的聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)和环丙沙星(Cip)加入注射器进行熔融静电纺丝，成功制备了含医药抗菌剂环丙沙星的复合纳米纤维膜。该研究采用琼脂扩散法通过测量抑菌圈的大小测定抗菌性能，对于金黄色葡萄球菌，PCL/Cip、 5PEG/95PCL/Cip、10PEG/90PCL/Cip和15PEG/85PCL/Cip复合纤维毡的抑制圈分别为(1.92±0.22)、(1.86±0.13)、(2.32±0.18)和(2.65±0.15)mm，结果表明环丙沙星负载的复合纤维毡均具有不同程度的抗菌活性，而且聚乙二醇的存在改变了药物的释放机制。

2.2 添加天然抗菌剂

天然抗菌剂是指对壳聚糖、甲壳质、芦荟、艾蒿、透明质酸、明胶及天然肽等本身具有抗菌活性的天然物质简单改性作为主成分制得的抗菌剂。静电纺丝壳聚糖或其他天然聚合物得到的复合纳米纤维具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒性等优点，非常适用于组织工程和再生医学的应用[27-29]。壳聚糖可以溶于有机酸，其抗菌活性受溶剂影响，但已有研究表明，阳离子壳聚糖衍生物可以在较大pH范围内溶解并增强抗菌性。通过阳离子接枝可以提高壳聚糖正电荷密度，如引入季铵盐基团(图4)[30-31]、多胺、胍基和氨基酸[32-33]。Wang等通过静电纺丝制备了季铵盐壳聚糖混合聚乙烯醇的复合纳米纤维膜，其具有良好的抗菌效果。

图4 季铵化壳聚糖改性聚丙烯腈纳米纤维膜的抗菌活性Fig.4 Antibacterial activity of quaternified chitosan modified nanofiber membrane

天然抗菌剂芦荟(AV)的机械强度差，是限制其应用的因素之一。将AV与其他聚合物结合可以有效改善AV的生物降解率和优化其机械性能。Aghamohamadi等[34]采用静电纺丝法成功合成了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与AV的复合纳米纤维膜，经过抗菌药敏试验发现无细菌和病毒生长。Yin等[35]采用斜坡式自由表面静电纺丝装置，制备了聚己内酯/壳聚糖/芦荟(PCL/CS/AV)纳米纤维膜，该研究表明AV的加入增强了纳米纤维膜的亲水性和孔径，进而提高了纳米纤维膜的抗菌性能和生物相容性，抑菌试验也表明，该纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均在96%以上，可作为新型抗菌创面敷料。

2.3 添加无机抗菌剂

由于抗生素的滥用导致细菌耐药性增强，无机抗菌剂得到更多关注。Zn、Ag、Cu和Au微纳米形态及TiO2、ZnO、MgO等金属氧化物都是无机抗菌剂，这些无机材料均具有一定抗菌性能[36-39]。Bhadra等人[40]在聚苯乙烯(PS)电纺膜上涂覆聚苯胺-银纳米粒子。Celebioglu等[41]采用溶液静电纺丝法制备了环糊精和纳米银抗菌纤维。由于银纳米粒子的杀菌特性，这些纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长有明显抑制作用。除了纳米银，纳米锌、纳米铜及纳米金也常被引入静电纺丝纳米纤维中[42-44]，使其具有抗菌性。有研究表明引入不同的无机抗菌剂后聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维膜的抗菌性能依次为CuO>ZnO=ZnO/TiO2>AgNO3>ZrO2>TiO2>SrO2(图5)[45]。

图5 添加无机抗菌剂的纤维膜对大肠杆菌的抑制作用Fig.5 Inhibitory effect of fiber membrane with inorganic antimicrobial agent on E. coli

2.4 添加有机抗菌剂

有机抗菌剂主要是以季铵盐类、双胍类、醇类、有机卤化物、有机金属化合物等为主要成分的抗菌剂。如Bai等用静电纺丝法制备含N—Br键的N-卤胺纳米纤维，其中含N—Br键的N-卤胺化合物作为杀菌成分对杀灭大肠杆菌非常有效(图6)[46]。氯己定、三氯生等常用有机抗菌剂对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)都是强效广谱生物杀菌剂，大多已应用于传统纤维和纺织品中[47-48]。所以很多研究者将这些有机杀菌剂加入电纺前驱体溶液中，制备具有抗菌性能的纳米纤维。

图6 N-卤胺的杀菌模式图解：接触杀菌、释放杀菌和转移杀菌Fig.6 Illustration showing the bactericidal modes of N-halamines: contact killing, release killing and transfer killing

2.5 其他功能化改性

抗菌剂与纳米纤维间简单包埋、涂覆等物理吸附过程导致二者的结合并不牢固，如银和纳米纤维间要么具有离子相互作用形成离子键合银，要么作为纳米粒子嵌入聚合物复合材料中，纳米粒子与聚合物没有化学相互作用，也没有引起任何化学变化[49]。许多聚合物纳米纤维膜是惰性的，难以在其表面上改性以建立活性位点，金属纳米粒子易从纳米纤维表面脱落，降低抗菌效果持久性。有研究提出将银纳米粒子固定在TiO2纳米粒子上后负载到醋酸纤维素纳米纤维中。与直接负载银纳米粒子相比，固定在TiO2上可以减少银纳米粒子的脱落，延长抗菌时效[50]。除此之外芯鞘结构的纳米纤维外层作为物理屏障，也能防止抗菌剂的爆发性释放。但要获得较长的释放，纳米纤维和抗菌物质间需要很强的非共价结合，通常需要交联过程。静电纺丝法制备抗菌纳米纤维，除了直接加入抗菌剂以外还可以在纺丝结束后对所得纳米纤维进行其他功能化，如共价聚合物接枝、等离子体处理、离子化射流沉积技术等[51-53]。

Chen等人采用等离子体预处理、紫外诱导接枝4-乙烯基吡啶及季铵化等工艺对静电纺聚氨酯(PU)纤维膜进行表面改性，制备了一种新型抗菌材料，改性后的纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有高效的抗菌活性(图7)[54]。Badaraev等[55]用磁控等离子体溅射铜修饰静电纺含氟聚合物材料，在聚合物基体纤维上形成一层铜/氧化铜薄膜使其具有抑菌性能。Wang等[56]合成了一系列蒙脱石掺杂负载阳离子光敏剂的复合纳米纤维，这些纳米纤维具有内部和表面可功能化位点，用于固定阳离子光敏剂。该研究成果表明在可见光下，这种材料能够在30 min内使革兰氏阳性金黄色葡萄球菌光致失活达99.997%。

图7 各基质在金黄色葡萄球菌悬浮液浸泡后SEM图像Fig.7 SEM images of different matrices soaked in S. aureus suspension

壳聚糖的羟基基团具有丰富的电子密度，可以螯合钛离子，在纳米粒子和纳米纤维之间形成牢固的键。聚多巴胺具有大量的邻苯二酚基团和胺基，邻苯二酚基团有很强的粘附力，具有极强的还原性能，能够还原金属离子或与氨基官能团反应。因此，基于聚多巴胺的纳米纤维膜后改性不仅可以为功能性改性提供更多的活性位点，还可以增强纳米纤维和抗菌物质之间的相互作用，进一步提高抗菌纳米纤维膜结构的稳定性[57]。

抗菌纳米纤维对于抗菌的需求分两种，长时间持续性抗菌活性和短时间爆发性抗菌活性。对于静电纺丝抗菌纳米纤维，多应用在生物医学材料、食品包装和空气过滤材料，更需要持久性的抗菌活性。为避免爆发性释放，可采用同轴电纺丝技术[58-59]，在这种技术中，外层溶液含有聚合物，而内部溶液含有杀菌剂，聚合物形成一个鞘，将抗菌剂包裹在纳米纤维中。抗菌剂缓慢释放，抗菌效果更加持久。与同轴纺丝类似，制备多层包覆抗菌纳米纤维同样会延缓抗菌剂释放。

3 静电纺丝制备抗菌纳米纤维应用

3.1 纳米纤维的抗菌特性

抗菌纳米纤维通过多种作用机制可有效预防细菌繁殖和感染，包括抗菌金属离子作用、抗菌药物作用等[60]。Zn、Ag、Cu和Au微纳米形态及TiO2、ZnO、MgO等金属氧化物经常通过包埋和表面涂覆等方法固定在纳米纤维上。有研究表明金属纳米颗粒吸附在细胞壁上，引起膜张力增大导致细胞机械变形、细胞破裂、细胞死亡，从而达到抗菌效果[61]。银及其纳米粒子破坏细菌细胞壁膜，与脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质在内的含磷和含硫生物分子相互作用而渗透到细胞内部造成破坏来有效抑制细菌。金属氧化物大多以其离子形式起抗菌作用，其抗菌作用机理有两种观点，一是纳米纤维释放出金属阳离子引起微生物膜内外离子浓度差，阻碍细胞维持生理所必须的小分子和大分子物质的运输，且金属离子易引起酶蛋白分子失活，破坏DNA的合成。二是使纳米纤维表面产生催化活性中心，激活纤维表面空气或水中的氧，产生羟基自由基和活性氧离子，从而破坏细菌细胞增殖能力。如ZnO在纳米纤维表面形成的活性羟基自由基。这些自由基可以与细胞膜、DNA和细胞蛋白质发生反应，导致细胞死亡[62]。TiO2具有光诱导杀菌特性，在紫外线照射下，TiO2产生活性氧，如超氧化物、氧自由基等，破坏细菌细胞壁并阻断其呼吸系统。

纳米纤维含天然抗菌剂种类不同，抗菌机理不同，含壳聚糖纳米纤维由于活性氨基和羟基的存在，表现出独特的聚阳离子、螯合和成膜性。壳聚糖聚阳离子(质子化氨基)可以与细胞表面的阴离子基团相互作用，从而导致膜渗透性增加，生物蛋白和其他细胞内成分渗漏，最终导致细胞死亡[63]。另一种抗菌机制为与微量元素或必需营养物形成壳聚糖螯合物，抑制细胞内酶的活性[64]。含精油纳米纤维对细菌细胞的杀菌作用包括：破坏细胞壁和细胞膜，干扰能量代谢系统，影响细胞内蛋白质、DNA合成和代谢过程，改变细胞形态，影响细胞分裂，抑制生物膜形成，这主要与精油内酚类化合物有关[65]。

有机抗菌剂、医药抗菌剂与聚合物混纺得到的抗菌纳米纤维主要通过四种作用机制实现抗菌性能，破坏细菌细胞壁合成、核酸的合成和必需的蛋白质合成，及阻碍主要代谢途径[66]。如有机硅季铵盐十八烷基二甲基三甲硅丙基氯化铵(QAS)是一种新型的阳离子抗菌剂，通过QAS硅氧烷基团和聚合物官能团(如羟基)的相互作用，使纳米纤维获得了抗菌活性。QAS纳米纤维可能的抗菌机制包括:带正电荷的四价氮对带相反电荷的细菌膜的静电吸引，产生由不均匀的表面电荷分布引起的膜变形破裂；将QAS的疏水长链烷基插入细菌膜中，改变膜理化性质，释放细菌内物质[67]。氯己定是带正电荷的疏水亲脂性分子，与细菌膜中负电荷磷酸基团的相互作用，改变细胞的渗透平衡并导致膜渗漏[68]。将聚丙烯腈纳米纤维膜在羟胺水溶液中进行处理，制备偕胺肟纳米纤维膜，偕胺肟基团和金属离子之间的配位将与细菌竞争微生物生存所必需的金属离子，从而抑制细胞复制和生长。抗菌性可能源于含氮、硫或氧的生物分子对电子供体基团的强结合能力[69]。

3.2 生物医用领域的应用

细菌感染是造成慢性感染的主要原因之一[70]，所以抗菌材料在生物医用领域(如伤口敷料、生物组织支架等)一直是重要的研究方向。通过将药物分子加入到电纺前驱体溶液中，或将药物包裹在电纺丝纳米纤维表面等方法制备纳米纤维支架，药物分子利用孔隙结构缓慢释放作用于机体从而达到药物传递[71]。到目前为止许多药物，包括抗癌药物、蛋白质、抗生素、核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)已经成功负载在静电纺丝纳米纤维上[72]。在静电纺丝纳米纤维前驱体溶液中可以加入用于促进组织生长皮肤愈合的药物分子以及抗菌物质，得到的静电纺丝纳米纤维用于伤口敷料有助于皮肤的治疗[73]。

如Bakhsheshi-Rad等将庆大霉素(Gn)加入壳聚糖(CS)与海藻酸钠(Alg)混合溶液后进行静电纺丝，制备了一种具有高抗菌性能的纳米材料用于伤口敷料。庆大霉素含量为19%(质量分数)的壳聚糖海藻酸盐纳米纤维的药物累积释放量在前12 h内达到69.93%，初始爆发后，庆大霉素逐渐持续释放直至第10天。抗微生物实验表明，负载庆大霉素的纳米纤维具有良好的抗菌性能。庆大霉素浓度越高，壳聚糖海藻酸盐纳米纤维的抗菌性能越好(图8)[74]。该课题组还进行了体外细胞培养研究，添加1%庆大霉素的壳聚糖海藻酸盐创面敷料对细胞粘附和增殖的促进作用大于添加更高浓度庆大霉素的创面敷料。体内实验表明，负载3%庆大霉素的壳聚糖海藻酸盐纳米纤维可促进小鼠模型皮肤再生，是药物传递系统和皮肤再生应用的良好候选材料。电纺纳米纤维通过改变疏水性亲水性材料、微观结构(非均质结构、核鞘结构和多层结构)或宏观结构，在控制药物释放速率方面具有显著优势。目前，刺激响应纳米纤维的出现提供了一种时间和空间上控制药物递送和释放的新策略[75]。

Wang等[76]采用静电纺丝技术制备了乙烯-乙烯醇(EVOH)聚合物纳米纤维，研究了该纳米纤维用于伤口敷料的相关性能。研究结果表明该纳米纤维具有较好的吸液能力，每单位重量比棉纱多吸22%的水。水蒸气的透过率也与棉纱相当。含银粒子的纳米纤维比含庆大霉素和碘的纳米纤维具有更强的抗菌能力，这些特性均表明该纳米纤维可作为伤口敷料的备选材料。而静电纺丝支架目前已经在皮肤、骨骼、血管、神经组织工程等多个领域进行了研究。此外，静电纺丝材料还被应用于其他组织工程，如软骨、心脏、韧带、呼吸、声带等也有相关研究报道[77-78]。

3.3 在食品包装领域的应用

静电纺丝还适用于制造智能食品包装[79]。 Wang等[80]通过静电纺丝法制备β-环糊精/槲皮素复合纳米纤维膜，将具有抗菌性能的槲皮素包裹在β-环糊精的空腔结构中形成包合物，实验表明静电纺丝后得到的复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均形成了抑菌圈，证明具备抗菌性，为后续抗菌包装材料的研究提供依据。Liu等[81]以静电纺丝明胶、壳聚糖和3-苯基乳酸制备了抗菌纳米纤维膜。3-苯基乳酸在聚合物中的含量为2%(质量分数)时，纳米纤维膜具有最佳的热稳定性、水稳定性和水蒸气渗透性。添加3-苯基乳酸比不添加的明胶壳聚糖电纺纳米纤维具有更好的抗菌效果，在30 min内，明胶/壳聚糖/3-苯基乳酸纤维膜减少沙门氏菌和金黄色葡萄球菌约4 log CFU/mL，实验结果表明明胶/壳聚糖/3-苯基乳酸纳米纤维膜可以作为优异的食品包装。通过引入抗菌剂、抗氧化剂、除氧剂、吸湿剂或气味吸收剂及其他生物活性物质改善纳米纤维性能，得到的电纺纳米纤维更适应包装环境。

3.4 在空气过滤领域的应用

空气中除了有固体灰尘颗粒、CO、SO2等有害气体，还有细菌、病毒等严重危害人们身体健康的微生物，所以对于具有抗菌性能的空气过滤材料的研究是迫切必要的。在空气过滤方面，静电纺丝纳米纤维的孔隙结构具有很大优势，且易引入杀菌剂，以此用来制备抗菌性能纤维。Huang等[82]把1-氯-2,2,5,5-四甲基-4-咪唑烷酮作为卤胺化合物引入聚丙烯腈纳米纤维，电纺形成聚丙烯腈/1-氯-2,2,5,5-四甲基-4-咪唑烷酮纳米纤维。实验表明该纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的稳定性和抗菌效果，在接触1 min和10 min内，对接种的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有灭活作用。且该纳米纤维具有良好的透气性，可用于防护口罩，阻挡空气中的致病微生物。Almeida等[83]对静电纺丝法制备的醋酸纤维素纳米纤维和溴化十六烷基吡啶对气溶胶纳米粒子的过滤性能进行了评价。实验结果表明，该纳米纤维具有良好的通透性和对气溶胶纳米颗粒近100%的高效过滤，包括黑碳和新型冠状病毒。该研究为可再生、无毒、可生物降解和具有抗菌特性的室内空气过滤器和口罩过滤介质的设计提供选择。

4 结论与展望

静电纺丝技术通过将抗菌物质均匀添加到电纺丝前驱体溶液中进行纺丝，或对既得电纺纳米纤维后处理进而得到具有抗菌性能的纳米纤维。抗菌药物从纳米纤维中缓慢而有控制的释放是静电纺丝纳米纤维应用的一个重要考虑因素。一些方法如纳米纤维的核鞘结构、有机抗菌剂在纤维表面的共价键结合，可以用来维持几天的释放。尽管在短时间迅速释放药物可能会降低细菌生存率，但在迄今为止的大多数研究中仍不断追求并希望实现可控逐渐释放药物。实验室中使用简单装置来生微型纳米纤维，单针和同轴电纺效率低，溶剂有毒性或成本过高而难以扩大等阻碍了抗菌电纺纤维的大规模生产。专业化设备和工艺的进一步发展将有可能提高纳米纤维的生产速度，改善药物释放特性，研究制备刺激响应型抗菌纳米纤维，未来或将实现可控释放抗菌物质的电纺纳米纤维，扩大在生物医用方面、食品包装和空气过滤领域的应用。综上所述，静电纺丝技术在制备纳米纤维特别是抗菌纳米纤维方面已经取得了很大的进展。然而，要充分发挥抗菌纳米纤维的潜力，还需要进一步的研究和开发。