吉林農業大學聯合貴州中醫大團隊: 負載二氫槲皮素的殼聚糖納米顆粒復合動態可注射多功能水凝膠用于二氫槲皮素持續釋放及燒傷創面修復

【寫在前面】：本期推薦的是由吉林農業大學李偉教授團隊聯合貴州中醫藥大學趙立春教授團隊等研究團隊合作近期發表于Carbohydrate Polymers(IF12.5）的一篇文章，揭示負載二氫槲皮素的殼聚糖納米顆粒動態水凝膠，實現中藥活性成分持續釋放，協同抗炎、抗氧化、抗菌并促進血管新生，加速燒傷創面修復。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

背景

燒傷創面愈合常受到持續炎癥、細菌感染、氧化應激以及組織再生延遲等多重因素阻礙。傳統敷料雖可吸收滲出液并提供一定保護，但在抗感染、抗炎、促血管生成和調控創面微環境方面仍存在不足。近年來，功能化水凝膠因其高含水量、類細胞外基質結構、良好貼合性和藥物遞送能力，成為燒傷創面修復研究的重要方向。

本研究構建了一種負載二氫槲皮素（DHQ）的殼聚糖納米顆粒復合動態可注射多功能水凝膠——DCNPs-Gel，用于實現DHQ持續釋放并促進深Ⅱ度燒傷創面愈合。

方法

研究者首先通過離子凝膠法制備DHQ負載殼聚糖納米顆粒（DCNPs），隨后將其引入氧化海藻酸鈉（OSA）/羧甲基殼聚糖（CMCS）水凝膠網絡中。該體系通過席夫堿鍵與硼酸酯鍵形成“雙動態交聯”結構，使水凝膠同時具備注射性、自修復性、黏附性和持續釋藥能力。

隨后，研究團隊系統評價了DCNPs-Gel的理化性能，包括粒徑、包封率、流變性能、溶脹性、降解行為和DHQ釋放特征；并通過體外實驗考察其生物相容性、抗氧化、抗菌、促細胞遷移與增殖能力。進一步在小鼠深Ⅱ度燙傷模型中驗證其促創面愈合作用，并通過Western blot、ELISA及16S rRNA測序探索其抗炎、促血管生成及皮膚菌群調節機制。

結果

DCNPs-Gel表現出優異的動態材料性能：可在剪切作用下注射，去除外力后恢復凝膠結構；其儲能模量約為830 Pa，溶脹率達1803%，并可在72 h內實現約65%的DHQ持續釋放。在功能方面，DCNPs-Gel對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均超過90%；在肝臟穿孔止血模型中，其出血量由對照組約580 mg降至約200 mg。體外細胞實驗顯示，DCNPs-Gel可維持HUVEC細胞活力超過90%，降低細胞內ROS約72%，并顯著促進細胞劃痕閉合、遷移和增殖。在小鼠深Ⅱ度燙傷模型中，DCNPs-Gel顯著加快創面閉合，第18天創面愈合率達到約95.2%，并促進表皮再生、膠原沉積和新生血管形成。機制研究表明，DCNPs-Gel可下調TLR4/NF-κB/IL-6/COX-2炎癥通路，上調VEGFA表達，重塑IL-6/IL-10炎癥因子平衡，并部分恢復燒傷后紊亂的皮膚微生物穩態。

結論

DCNPs-Gel將“納米顆粒持續釋藥”與“雙動態交聯水凝膠網絡”相結合，在同一平臺中整合了抗氧化、抗菌、止血、抗炎、促血管生成和菌群調節等多重功能。該研究為燒傷創面管理提供了一種具有潛力的多功能水凝膠敷料策略，也為天然多酚類活性成分在創面修復中的遞送與應用提供了新的材料學思路。

圖文摘要

【前言】

皮膚是人體最大的器官，在抵御外界損傷、維持機體穩態方面具有重要作用。燒傷不僅破壞皮膚屏障，還可能誘發嚴重炎癥反應、感染、瘢痕攣縮、長期功能障礙，甚至增加死亡風險。因此，開發高效、安全、可操作性強的燒傷創面治療策略具有重要意義。傳統燒傷敷料如紗布、棉質敷料和外用制劑具有成本低、透氣和吸收滲出液等優勢，但對于慢性創面或感染風險較高的燒傷創面，其抗菌、抗炎和促再生能力不足，甚至可能增加局部感染和繼發損傷風險。水凝膠作為三維高含水聚合物網絡，可模擬細胞外基質，為創面提供濕潤環境、吸收滲出液、促進氣體交換并減少換藥損傷，因此成為新型創面敷料的重要研究方向。

然而，普通水凝膠本身治療活性有限，其效果通常依賴于活性藥物的引入。二氫槲皮素（DHQ）是一種天然黃酮類化合物，具有抗氧化、抗炎和廣譜抗菌活性，可清除自由基、減輕氧化損傷并抑制促炎因子釋放。但DHQ水溶性差、生物利用度低，限制了其在創面治療中的進一步應用。

為解決這一問題，本研究將DHQ封裝入殼聚糖納米顆粒中，以提高其穩定性和局部利用度；再將納米顆粒嵌入氧化海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠中，構建具有席夫堿鍵和硼酸酯鍵的雙動態交聯網絡。該設計不僅實現了持續釋藥，還賦予水凝膠自修復、可注射、黏附和pH響應降解等特性，適合不規則燒傷創面的覆蓋與治療。

本研究圍繞 DCNPs-Gel 的材料構建、理化性能、生物活性、體內促愈合效果及作用機制展開，為多功能燒傷敷料的開發提供了新的實驗依據。

【結果部分】

1.DCNPs及DCNPs-Gel的制備、結構表征及性能研究。

2.DCNPs-Gel具備自修復、可注射、黏附和力學適應性。

3.DCNPs-Gel具有良好的生物相容性，并促進內皮細胞遷移和增殖。

4.DCNPs-Gel具有顯著抗菌和止血性能。

5.DCNPs-Gel加速深Ⅱ度燙傷創面愈合。

6.DCNPs-Gel通過調控炎癥和血管生成促進創面修復。

【結論與討論】

研究構建了一種基于多糖材料的動態可注射多功能水凝膠DCNPs-Gel。該體系將DHQ負載殼聚糖納米顆粒與氧化海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖雙動態交聯網絡相結合，兼具持續釋藥和創面適配能力。研究結果表明，DCNPs-Gel可顯著抑制細菌生長、減少出血、降低氧化應激、促進內皮細胞遷移與增殖，并在小鼠深Ⅱ度燙傷模型中加速創面閉合、膠原沉積和血管生成。機制上，DCNPs-Gel通過抑制TLR4/NF-κB/IL-6/COX-2炎癥軸、上調VEGFA、重塑IL-6/IL-10平衡以及改善燒傷后皮膚菌群紊亂，共同促進創面修復。當然，本研究仍存在一定局限。例如，DHQ釋放機制尚未進行更嚴格的動力學模型擬合；水凝膠誘導的菌群變化與創面愈合之間的因果關系仍需通過縱向微生物組分析和無菌動物模型進一步驗證。此外，臨床轉化前還需要系統評估其長期安全性、滅菌兼容性、貨架穩定性、規模化制備能力，并在更接近人體創面修復過程的大動物模型中進一步驗證。總體而言，DCNPs-Gel為燒傷創面治療提供了一種集“材料結構設計—天然活性成分遞送—創面微環境調控”于一體的新策略，也為多糖基功能水凝膠敷料的開發提供了重要參考。

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