卵磷脂-壳聚糖纳米颗粒用于姜黄素和β-石竹烯的协同递送——在慢性伤口护理中的潜在应用

《Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition》：Lecithin-chitosan nanoparticles for co-delivery of curcumin and β-caryophyllene—potential applications in chronic wound care

慢性皮肤伤口因持续炎症、氧化应激和高微生物定植风险而难以愈合。本研究开发了一种lecithin-chitosan纳米颗粒（LCNs）共负载姜黄素（CUR）和β-卡aryophyllene（βCAR）的递送系统，通过体外实验验证其抗炎、抗氧化和抗菌活性。LCNs表现出200-240 nm的均一粒径、+30-35 mV的表面电荷，以及缓释特性（CUR释放持续24小时）。抗炎实验显示，共负载LCNs在低浓度（1 μg/mL）下即可显著抑制脂多糖诱导的巨噬细胞一氧化氮（NO）生成，抑制率达54%。抗氧化测试表明，CUR的ABTS和DPPH清除活性接近维生素E和C，且纳米颗粒封装增强了其生物相容性，未显示细胞毒性（>80%存活率）。抗菌实验显示，共负载LCNs对金黄色葡萄球菌的抑制效果优于单一负载，细菌存活率降至0.2%。该系统通过协同作用同时靶向炎症、氧化应激和感染，为慢性伤口治疗提供了新策略。

　　慢性皮肤伤口的治疗一直是一个重要的医疗挑战，主要因为伤口长期无法愈合、感染风险高以及伴随的炎症反应。这些因素不仅影响细胞功能，还干扰组织再生，形成不利于伤口闭合的微环境。因此，针对慢性伤口治疗的策略需要能够同时应对炎症、氧化应激和感染问题。本研究旨在探索一种新的治疗平台，利用脂质-壳聚糖纳米颗粒（LCNs）协同负载姜黄素（CUR）和β-芳樟醇（βCAR），这两种天然化合物在抗炎、抗氧化和抗菌方面具有互补的特性。通过这种协同方式，有望实现针对多种病理机制的统一治疗策略，从而提高慢性伤口治疗的效果。

LCNs是一种具有生物相容性和生物粘附性的纳米载体，能够改善药物在皮肤中的渗透性和释放特性。在本研究中，通过将CUR和βCAR封装到LCNs中，制备了具有近球形结构、尺寸分布均匀（200–240纳米）以及正电荷（+30–35毫伏）的纳米颗粒，这些特性对于局部给药尤为重要。研究发现，这种纳米载体能够实现CUR的持续释放，同时在一定程度上不影响其渗透性。此外，CUR表现出较强的自由基清除能力，其清除效果与维生素E相当，略低于维生素C，这表明其在缓解慢性伤口中的氧化损伤方面具有潜在价值。

在抗炎活性方面，研究通过检测脂多糖（LPS）诱导的小鼠巨噬细胞中的一氧化氮（NO）抑制情况，验证了LCNs的抗炎作用。结果显示，负载CUR和βCAR的纳米颗粒能够以浓度依赖的方式显著减少NO的产生，表明其在抑制炎症反应方面具有优势。相比之下，游离CUR则表现出较低的细胞存活率，而封装后的CUR则显示出良好的生物相容性，这表明纳米载体能够有效提高CUR的细胞安全性。

抗菌活性的评估显示，LCNs在抑制金黄色葡萄球菌（S. aureus）生长方面表现出显著效果。特别是在负载CUR和βCAR的纳米颗粒中，细菌生长被减少至接近零，显示出该载体在抗菌方面具有良好的潜力。这种效果可能源于CUR和βCAR各自的抗菌特性，以及它们在纳米颗粒中的协同作用。此外，壳聚糖的天然抗菌性能也可能对纳米颗粒的抗菌效果有所贡献。

为了进一步理解这些纳米颗粒的结构和性能，研究还采用了扫描电子显微镜（SEM）进行形态学分析，确认了纳米颗粒的近球形结构和均匀的大小分布。这表明纳米颗粒具有良好的物理稳定性，有利于其在皮肤上的应用。此外，通过测定表面可用壳聚糖的含量，发现约22%的壳聚糖暴露于纳米颗粒表面，这一比例对于纳米颗粒与皮肤的相互作用至关重要。

在体外释放实验中，CUR的释放曲线显示，纳米颗粒封装能够实现其较缓慢但持续的释放，这有助于维持伤口部位的药物浓度。同时，研究还采用Korsmeyer-Peppas模型对释放机制进行了分析，发现纳米颗粒的释放行为可能受到扩散和聚合物松弛的双重影响。这些发现表明，LCNs能够有效控制CUR的释放，从而延长其在伤口部位的作用时间。

此外，研究还通过抗氧化活性实验评估了CUR的性能，包括ABTS和DPPH自由基清除实验。实验结果表明，CUR在不同浓度下表现出显著的自由基清除能力，其效果与维生素C和维生素E相当。这说明CUR具有良好的抗氧化潜力，能够在慢性伤口治疗中发挥重要作用。然而，由于纳米颗粒内部的成分和pH条件，未能直接测定负载CUR的纳米颗粒的抗氧化活性，但其在游离状态下的表现已为后续研究提供了基础。

在细胞实验中，研究评估了LCNs的生物相容性和治疗潜力。结果显示，无论是单独负载CUR的纳米颗粒还是同时负载CUR和βCAR的纳米颗粒，均在所有测试浓度下表现出良好的细胞存活率，而游离CUR则表现出明显的细胞毒性。这表明纳米封装能够有效提高CUR的生物安全性，同时保持其治疗活性。此外，研究还发现，CUR和βCAR的协同作用可能进一步增强其抗炎效果，这为未来开发多功能纳米药物提供了新的思路。

抗菌活性的评估进一步验证了LCNs在慢性伤口治疗中的重要性。实验显示，未负载的LCNs在较高脂质浓度下能够显著抑制S. aureus的生长，而负载CUR和βCAR的纳米颗粒则表现出更优的抗菌效果，将细菌生长减少至接近零。这表明，负载两种抗菌成分的纳米颗粒可能通过协同作用和纳米结构的优化，实现更高效的抗菌效果。这些结果不仅支持了CUR和βCAR的抗菌潜力，也表明LCNs作为一种纳米载体，在提高抗菌效率方面具有显著优势。

综上所述，本研究开发的CUR和βCAR协同负载的LCNs具有良好的物理化学特性，能够有效释放药物，并在抗炎、抗氧化和抗菌方面表现出显著的治疗效果。同时，纳米颗粒的生物相容性表明其在临床应用中具有较高的安全性和可行性。尽管当前研究主要集中在体外实验，但其结果为未来在体内进行有效性和安全性评估奠定了基础。此外，研究还指出，为了实现实际的局部应用，需要将LCNs进一步开发为喷雾剂或结合到其他载体系统，如水凝胶或纳米纤维支架，以提高其在临床中的适用性。因此，这项研究为慢性伤口治疗提供了一种新的多功能纳米载体方案，具有重要的应用前景。