基于植物介导ZnO纳米复合膜的糖尿病创面绿色治疗新策略:普拉兰/Syzygium kanarense-ZnO的协同效应研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Next Nanotechnology CS1.0

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  为解决糖尿病创面愈合难题,研究人员通过绿色合成技术制备了普拉兰/Syzygium kanarense-ZnO纳米复合膜(Pullulan/Sk -ZnONPs)。该材料展现出优异抗菌性(对S. aureus抑制达12mm)、抗氧化(IC50 18.97μg)、抗炎(IC50 17.81μg)及降糖活性(α-葡萄糖苷酶抑制率98.95%),为糖尿病创面治疗提供了环保高效的局部给药方案。

  

糖尿病引发的慢性创面是全球医疗系统面临的重大挑战,尤其在高血糖环境下,创面易受感染且愈合缓慢。传统治疗方法存在抗菌耐药性、副作用大等问题,而纳米技术的兴起为创面管理提供了新思路。锌氧化物纳米颗粒(ZnONPs)因其广谱抗菌性和促愈合特性备受关注,但化学合成法可能产生毒性副产物。与此同时,印度传统药用植物Syzygium kanarense(Sk
)已知具有抗糖尿病活性,但其与纳米材料的协同效应尚未探索。

为开发安全高效的糖尿病创面治疗材料,来自国内的研究团队创新性地将植物提取物与生物聚合物结合,在《Next Nanotechnology》发表了关于普拉兰(Pullulan)/Sk
-ZnO纳米复合膜的研究。该团队通过共沉淀法利用Sk
叶提取物合成ZnONPs,并整合至普拉兰基质中,系统评估了材料的理化特性与生物活性。

关键技术包括:1) UV-Vis光谱验证纳米颗粒形成(特征峰362nm);2) FE-SEM观察纳米棒结构(平均尺寸52nm);3) PXRD分析晶体结构(结晶度71.2%);4) Kirby-Bauer法测试抗菌活性;5) DPPH法和蛋白变性抑制实验分别评估抗氧化与抗炎效应;6) α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶抑制实验检测降糖潜力。

3.1 UV–visible spectroscopy analysis
UV-Vis光谱显示纯Sk
-ZnONPs在362nm处出现特征吸收峰,复合膜中该峰蓝移至328-356nm,证实纳米颗粒成功嵌入普拉兰基质。普拉兰自身吸收峰从273nm移至252nm,表明二者存在分子间相互作用。

3.2 FE-SEM and EDX analysis
FE-SEM图像清晰显示纳米棒结构(平均52nm),EDX谱图证实锌元素成功掺入。在pH12、80-85°C条件下,植物黄酮和多酚引导形成各向异性生长的纳米结构。

3.3 FTIR studies
红外光谱检测到普拉兰特征峰(757cm-1
的α-1,4糖苷键)和Zn-O键振动(498cm-1
),证实复合物形成。植物提取物中的酚羟基可能通过配位作用稳定纳米颗粒。

3.5 Water contact angle
接触角测试显示,随着Sk
-ZnONPs掺杂量从0%增至2%,薄膜疏水性显著增强(57.5°→72.3°),这种可调控的润湿性有利于平衡创面保湿与屏障保护需求。

3.6 Antibacterial activity
抗菌实验表明,2mg/mL复合膜对革兰氏阳性菌(S. aureus)和阴性菌(P. aeruginosa)均产生抑制环(8-12mm),优于单独使用普拉兰或植物提取物。

3.7-3.9 生物活性评估
复合膜展现出卓越的抗氧化能力(DPPH清除率95.1%,IC50
18.97μg)、抗炎效果(蛋白变性抑制率99.1%,IC50
17.81μg)和降糖活性(α-淀粉酶抑制率95.3%,α-葡萄糖苷酶抑制率99.0%),其效能与临床标准药物(双氯芬酸钠、阿卡波糖)相当。

这项研究开创性地将植物活性成分、纳米技术与生物聚合物相结合,开发出具有多重治疗功能的智能创面敷料。其重要意义在于:1) 建立绿色纳米合成新方法,避免有毒试剂;2) 实现抗菌-抗炎-降糖多效协同;3) 为糖尿病并发症管理提供转化医学解决方案。未来研究可进一步优化材料力学性能,并探索其调控创面微环境的具体分子机制。

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