富含EGCG的锌离子交联注射用海藻酸钠水凝胶，用于拔牙创口愈合

拔牙窝炎症愈合中，本研究开发了一种EGCG/Zn2+/Na Alginate复合水凝胶（SZE），通过离子交联和物理结合形成致密网络结构。体外实验显示，SZE能高效清除ROS、保护线粒体、抑制炎症因子表达并调节巨噬细胞极化，同时具有广谱抗菌性（对S. aureus和E. coli）。体内大鼠拔牙窝模型证实，SZE通过缓解氧化应激、抑制过度炎症并促进骨再生，显著加速愈合，尤其对感染模型（S. aureus）效果显著。该水凝胶兼具生物相容性、缓释功能及协同作用，为炎症伤口愈合提供了创新策略。

　　牙齿拔除后的伤口愈合，尤其是在炎症条件下，是临床中面临的重要挑战。这主要由于局部持续的氧化应激以及骨再生能力受损。为了解决这一问题，可注射的水凝胶敷料提供了一种有前景的策略。本文介绍了一种基于茶多酚（EGCG）负载的海藻酸钠/锌离子（SA/Zn2?）复合水凝胶（称为SZE），该水凝胶通过离子交联和多种物理结合机制制备而成。该水凝胶表现出良好的细胞相容性，能够有效清除细胞内的活性氧（ROS），保护线粒体，抑制炎症因子的表达，并调节巨噬细胞极化，同时还能增强骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化能力。此外，SZE水凝胶对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）具有良好的抗菌效果。

牙齿拔除后，正常的愈合过程通常包括凝血、炎症、细胞增殖和骨重塑等阶段。然而，在临床环境中，长期炎症的牙周组织（如牙周炎或根尖周炎）常常会导致持续的细菌性炎症和氧化应激增加。即使拔除患牙后，局部微环境的破坏仍可能严重影响拔牙窝内的骨再生与退化平衡。此外，血凝块的形成和维持对愈合过程至关重要。拔牙后，牙周组织的完整性受损，使外界刺激更容易进入拔牙窝，从而影响凝血过程。如果伴有细菌感染，这种过程可能导致严重的并发症，如干槽症。因此，目前常用的凝胶海绵作为拔牙窝填充材料，主要目的是隔离刺激物并稳定血凝块。然而，这类材料由于缺乏生物活性，难以适应愈合过程中动态变化的微环境，因此迫切需要开发一种具有抗菌、抗氧化、免疫调节和成骨作用的多功能敷料，以加速拔牙窝的愈合。

近年来，可注射水凝胶因其形状适应性、高含水量和与细胞外基质相似的结构，成为伤口敷料的有力候选材料。合成聚合物（如聚氨酯和聚乳酸）和天然聚合物均被用于水凝胶的合成。然而，与合成聚合物相比，天然聚合物表现出更好的生物相容性。值得注意的是，商用的基于海藻酸钠的止血敷料，如Kaltostat，已被优化以提高其应用潜力，利用其丰富的羧基团激活凝血因子并吸收水分以浓缩红细胞，诱导凝血。因此，本文选择了一种无毒且成本低廉的天然阴离子多糖海藻酸钠（SA），通过温和的凝胶化过程实现止血和密封效果，无需引入额外的基质。

在水凝胶的合成过程中，锌离子（Zn2?）作为交联剂，能够刺激细胞增殖，增加碱性磷酸酶活性和蛋白质合成，从而增强成骨细胞的功能。相比之下，锌离子在抗菌方面表现出更优的性能，因为它能够破坏细菌膜的完整性。为了应对局部高氧化应激和不平衡的免疫反应的挑战，我们还引入了EGCG到水凝胶体系中。EGCG是一种从茶叶中提取的多酚化合物，具有抗氧化和免疫调节作用。其丰富的酚羟基有助于与SA形成稳定的物理相互作用，进一步增强其在水凝胶基质中的整合性。

考虑到拔牙窝愈合过程中发生的生物事件和局部微环境的特性，本文开发了一种多功能的SA/Zn2?水凝胶，其中负载了EGCG。水凝胶网络通过离子交联和多种物理相互作用被压缩成致密结构。SZE水凝胶具有良好的生物相容性，能够在组织修复过程中有效清除过量的ROS，维持线粒体稳态，抑制炎症因子的分泌，并调节巨噬细胞极化。同时，SZE水凝胶对S. aureus和E. coli均具有抗菌效果。当水凝胶被放置在拔牙窝中时，它不仅因为其结构特性促进了凝血，还通过EGCG和Zn2?的协同作用，发挥抗氧化、免疫调节、抗菌和成骨作用，最终增强了拔牙窝的愈合能力。

为了评估SZE水凝胶的生物相容性，我们进行了细胞实验和血红细胞相容性测试。在细胞实验中，使用CCK-8检测法评估了BMSCs和RAW264.7细胞在不同实验条件下的存活率。结果显示，与对照组相比，SZE水凝胶处理组的细胞活性较高，且无明显细胞死亡现象。此外，通过血红细胞裂解实验评估了SZE水凝胶的血红细胞相容性，发现其裂解率低于5%，表明其具有良好的生物相容性和血液相容性。

在评估SZE水凝胶的抗氧化能力方面，我们采用了DPPH自由基清除实验、羟基自由基（•OH）清除实验和ABTS清除实验。实验结果表明，随着SZE水凝胶提取物浓度的增加，DPPH、•OH和ABTS的清除率显著提高，表明SZE水凝胶具有良好的抗氧化能力。此外，通过DCFH-DA荧光探针检测BMSCs中的细胞内ROS水平，进一步验证了SZE水凝胶的ROS清除能力。实验发现，与对照组相比，SZE水凝胶处理组的细胞内ROS水平明显降低，这表明其能够有效清除细胞内的活性氧，从而减轻氧化应激对细胞的损伤。

在抗菌性能方面，我们评估了SZE水凝胶对S. aureus和E. coli的抗菌能力。通过平板计数法和活/死染色实验，发现SZE水凝胶能够显著减少这两种细菌的数量。此外，通过结晶紫染色和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察，发现SZE水凝胶能够有效破坏细菌生物膜的形成。扫描电子显微镜（SEM）观察还显示，经过SZE水凝胶处理后，细菌的形态发生了显著变化，表现为膜表面出现凹陷和粗糙化。这些结果表明，SZE水凝胶具有良好的抗菌和抗生物膜能力，特别是EGCG的加入增强了其抗菌效果。

在免疫调节能力方面，我们通过免疫荧光染色和定量实时PCR（qRT-PCR）分析了SZE水凝胶对巨噬细胞极化的影响。结果显示，SZE水凝胶能够显著抑制促炎性M1型巨噬细胞的极化，同时促进抗炎性M2型巨噬细胞的极化。此外，SZE水凝胶能够降低促炎性因子如IL-6和TNF-α的表达，同时增加抗炎性因子如IL-10和TGF-β的表达，这表明其具有良好的免疫调节能力。这些免疫调节效应可能与EGCG和Zn2?的协同作用有关，EGCG能够抑制炎症因子的分泌，而Zn2?则通过促进成骨细胞的功能和减少炎症反应，从而共同促进免疫微环境的调节。

在成骨分化能力方面，我们通过碱性磷酸酶（ALP）活性检测和茜素红S（ARS）染色评估了SZE水凝胶对BMSCs成骨分化的影响。结果显示，SZE水凝胶处理组的ALP活性显著高于对照组，且ARS染色显示其具有更高的钙沉积能力。这表明SZE水凝胶能够有效促进BMSCs的成骨分化，提高骨再生能力。此外，通过免疫荧光染色检测OPN和OCN蛋白的表达，进一步证实了SZE水凝胶在成骨过程中的作用。

在体内实验中，我们构建了拔牙窝模型，并观察了SZE水凝胶对拔牙窝愈合的影响。结果表明，SZE水凝胶能够有效促进拔牙窝的骨再生，减少炎症细胞的浸润，并提高骨体积/总组织体积（BV/TV）比值。在感染模型中，SZE水凝胶处理组的拔牙窝表现出更少的炎症细胞浸润和更轻的感染程度，同时促进骨组织的修复。这些结果表明，SZE水凝胶在促进拔牙窝愈合方面具有显著的优势，尤其是在细菌感染的炎症条件下。

综上所述，本文开发的SZE水凝胶通过其抗氧化、抗菌、免疫调节和成骨等多重功能，为拔牙窝愈合提供了一种有效的解决方案。其良好的生物相容性和体内安全性表明，该水凝胶有望在其他炎症性伤口的治疗中发挥重要作用。未来的研究将进一步探索其在临床中的应用潜力，并优化其性能以满足更广泛的需求。