含Scrophularia striata提取物的玉米醇溶蛋白纳米纤维支架的制备及其在生物医学中的应用

针对皮肤伤口易感染、愈合慢的难题，伊朗Shahid Chamran大学团队创新性地将传统药用植物Scrophularia striata提取物与玉米醇溶蛋白(zein)结合，通过静电纺丝技术成功制备出兼具抗菌性和促愈合功能的纳米纤维支架。该支架展现出优异的亲水性（水接触角64.9°）、广谱抗菌性（对铜绿假单胞菌等革兰氏阴性菌具杀菌效果）及生物相容性（体外细胞存活率>90%），为开发新型智能伤口敷料提供了重要参考，成果发表于《Journal of Biological Engineering》。

　　

皮肤感染和慢性伤口愈合一直是临床面临的重大挑战。据统计，全球每年有数百万人因伤口继发感染导致治疗周期延长，严重者甚至需要截肢。传统敷料虽能物理隔离创面，但普遍存在抗菌活性不足、透气性差、无法主动促进组织再生等问题。更令人担忧的是，随着抗生素滥用导致的耐药菌株出现，开发新型抗菌促愈合材料迫在眉睫。

在这一背景下，伊朗沙希德·查姆兰大学的研究团队将目光投向了传统医学与现代纳米技术的结合。他们注意到伊朗扎格罗斯山脉特有的药用植物Scrophularia striata在当地被广泛用于治疗皮肤感染和烧伤，现代研究已证实其富含黄酮类、苯丙素苷等具有抗菌抗炎活性的成分。与此同时，玉米醇溶蛋白(zein)作为一种天然植物蛋白，因其优异的生物相容性、可降解性和成纤维特性，已成为组织工程领域的热门材料。研究者创新性地提出：能否通过静电纺丝技术将两者优势结合，开发出兼具生物活性和结构特性的新型伤口敷料？相关成果以"Fabrication of zein nanofibrous scaffold containing Scrophularia striata extract for biomedical application"为题发表在《Journal of Biological Engineering》上。

研究团队采用多学科交叉的研究方法，首先通过扫描电镜(SEM)和能量色散X射线分析(EDX)表征材料形貌与元素分布，利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)验证有效成分负载，采用水接触角测试评估亲/疏水性；在生物学评价方面，通过Kirby-Bauer纸片扩散法、最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)测定评估抗菌性能，采用MTT法检测细胞相容性，并建立小鼠皮下植入模型进行体内生物相容性和促愈合效果验证。

在材料制备与表征方面，研究取得了突破性进展。通过系统优化静电纺丝参数，确定25% w/v玉米醇溶蛋白浓度、14 kV电压、10 cm接收距离为最佳工艺条件，成功制备出平均直径659.8±143.5 nm的无串珠纳米纤维。FT-IR光谱在3348 cm^-1（羟基/氨基重叠峰）和1126 cm^-1（C-O-C键）等特征峰证实了植物提取物的成功负载。尤为重要的是，含提取物的纳米纤维水接触角从119.8°降至64.9°，显著改善了传统玉米醇溶蛋白材料疏水性过强的缺陷，这得益于提取物中表面活性成分对材料表面能的调控。

抗菌性能研究揭示了该材料的临床价值。针对四种常见伤口感染菌株的测试显示，负载提取物的纳米纤维对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制圈直径分别达到28 mm和17 mm，且通过肉汤稀释法证实其对革兰阴性菌的MBC值与MIC值相等（如大肠杆菌均为25 mg/mL），表明具有直接杀菌作用而非单纯抑菌。值得注意的是，相较于游离提取物，纳米纤维对抗革兰阴性菌的效果提升更为显著，研究者认为这得益于纳米纤维的缓释特性克服了细菌外膜屏障对药物渗透的限制。

在生物活性物质释放研究中，团队发现磷酸盐缓冲液(PBS)环境下的多酚释放量是水环境中的2倍，24小时内呈现先快速后平缓的释放动力学特征。这一发现极具临床意义，因为PBS模拟了人体体液环境，证明该敷料在实际应用中能更有效地释放活性成分。通过Folin-Ciocalteu法测定，含提取物纳米纤维的总生物酚含量达79.8±0.6 mg/g，为其抗氧化和促愈合功能提供了物质基础。

体外细胞实验数据令人振奋。MTT检测显示，人成纤维细胞在含提取物纳米纤维上培养48小时的存活率达92%，显著高于空白对照组（86%）。组织学观察进一步证实，植入小鼠皮下4周后，实验组不仅未引发炎症反应，还观察到更密集的结缔组织、更多新生血管和毛囊形成。宏观评估显示，含提取物组在植入部位形成了更丰富的肉芽组织，表明其具有主动促进组织再生的能力。

该研究的创新价值主要体现在三个方面：首次将伊朗传统药用植物Scrophularia striata提取物与静电纺丝技术结合，开发出具有地域特色的新型生物材料；通过工艺优化解决了玉米醇溶蛋白纤维易产生串珠的技术难题；证实了纳米纤维载体可增强植物提取物对革兰阴性菌的抗菌效果。研究者Yasin Salahshour等特别指出，这种敷料相比传统产品具有三重优势：物理屏障功能（纳米纤维模拟细胞外基质结构）、主动抗菌功能（植物多酚破坏微生物膜结构）和促愈合功能（改善局部微环境）。

当然，该研究也存在一定局限，如尚未评估材料对耐药菌株的效果，长期植入的降解动力学也有待进一步研究。团队在展望中提出，未来可探索将Scrophularia striata提取物与其他天然抗菌剂（如蜂胶、茶树精油）复合，开发具有协同效应的智能敷料；同时建议开展临床试验，验证其在糖尿病足等慢性伤口中的应用价值。

这项研究为开发低成本、高效能且环保的新型伤口护理产品提供了重要思路，