一步疗法策略：富含富血小板血浆的多功能壳聚糖基水凝胶，用于促进感染伤口的愈合

《Carbohydrate Polymers》：One-step therapy strategy: Multifunctional chitosan-based hydrogel enriched with platelet-rich plasma for enhanced healing of infected wounds

本研究开发了一种含血小板丰富血浆（PRP）的改性壳聚糖水凝胶（QLCP），通过紫外触发动态二硫键交联实现物理屏障与抗菌抗氧化协同作用，并促进生长因子持续释放。实验表明QLCP在体外显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，减少氧化应激，体内实验显示其加速伤口闭合、促进表皮再生和胶原重塑，为感染性伤口治疗提供新策略。

　　感染性伤口的治疗一直是临床医学中的一大挑战，其特点是愈合延迟、反复发作以及治疗选择有限。根据相关研究，大约四分之一的患者会发展出慢性、无法愈合的伤口，这些伤口不仅延长了住院时间，还增加了医疗成本，提高了感染或组织坏死的风险，严重情况下甚至可能导致截肢或死亡。此类伤口常常受到持续的细菌定植、未解决的炎症反应、血管化不足以及过量的氧化应激的影响，形成了不利于组织修复的恶劣微环境。在现有的临床实践中，伤口治疗主要依赖于传统的敷料如纱布和绷带，以及系统性或局部使用的抗生素，因为它们成本低廉且易于使用。然而，这些方法存在明显的局限性。例如，纱布和绷带往往无法维持一个湿润的伤口环境，容易粘附在正在愈合的组织上，导致移除时造成二次创伤，同时提供较差的渗出液管理及气体交换功能，从而增加感染风险并延缓愈合过程。此外，抗生素的广泛使用正受到多重耐药病原体出现、对生物膜相关感染的疗效有限以及潜在全身副作用的挑战。这些局限性突显了改进伤口护理策略的迫切需求。理想的新一代伤口敷料应具备集成的功能，包括调节伤口微环境、广谱抗菌特性以及促进组织再生的能力，从而实现对伤口修复的全面和协同治疗。

在众多材料中，壳聚糖（CS）基的水凝胶因其独特的分子结构和多种生物功能而受到广泛关注，包括止血、抗菌活性以及促进肉芽组织形成。CS是一种通过甲壳素脱乙酰化获得的天然多糖，来源丰富。由于其良好的生物相容性、可降解性以及抗菌性能，CS被广泛应用于伤口敷料中。然而，由于CS分子中存在大量的氢键，其在中性或碱性环境下溶解性较差，仅能在酸性条件下溶解，这在一定程度上限制了其应用。为了改善CS的溶解性，可以通过化学修饰、物理处理或与其他物质的复合来实现。最近的研究发现，将CS与α-硫辛酸（LA）进行修饰不仅能够提高其溶解性，还赋予其光交联特性。更为重要的是，这种光交联结合剂消除了对昂贵且有毒的光引发剂的需求。此外，LA本身具有强大的抗氧化性能，有助于清除伤口部位过量的活性氧（ROS）。值得注意的是，CS的抗菌性能主要依赖于分子链中的游离氨基基团，而LA的修饰会占据部分氨基基团，可能削弱这一效果。因此，对硫辛酸修饰的CS进行季铵化处理以增强其固有抗菌性能成为一种有效的策略。季铵化修饰通过赋予永久的强正电荷，显著优化了LC的抗菌性能。

伤口愈合包括四个主要且相互重叠的阶段：止血、炎症、增殖和重塑。值得注意的是，增殖阶段是从“损伤”到“闭合修复”的关键步骤，其顺利进行直接决定了伤口能否愈合、愈合的质量以及后续组织功能的恢复，是避免愈合停滞的核心环节。如何在增殖阶段促进组织再生，以弥补愈合动力的不足并实现顺畅的伤口修复，是一个复杂的问题。血小板富集血浆（PRP）是一种富含生长因子如PDGF、TGF-β和VEGF的自体浓缩物，已被证明在加速伤口修复方面具有巨大潜力。这些生长因子有助于关键的再生过程，包括血管生成、胶原沉积和上皮增殖。然而，当PRP被单独应用时，其治疗效果常常受到其快速清除和局部滞留能力差的限制。基于水凝胶的递送系统为解决这些问题提供了有效的方法，通过将PRP封装在生物相容性支架中，从而稳定其生物活性成分并实现伤口部位的持续释放。这种整合策略的价值在更广泛的领域得到了认可，例如，通过创新的支架设计，结合强大的抗菌功能，可以实现对伤口的高效管理。虽然局部应用的PRP可以暂时刺激愈合，但将其整合到水凝胶中则赋予其多项优势，如保护生长因子免受快速降解，并实现其在伤口部位的逐步释放。因此，PRP负载的水凝胶不仅能够增强肉芽组织和血管生成，还能改善胶原合成和上皮修复，从而实现更快速且有序的组织修复。

为了更好地调节难以愈合伤口的复杂微环境，最近的研究开发了多种具有增强生物活性、适应性和再生性能的多功能水凝胶系统。例如，一种含有PRP的l-丝氨酸和丙烯基功能化的壳聚糖水凝胶实现了机械适应性和生长因子的持续释放，用于子宫内膜粘连修复。另一种单宁酸-壳聚糖共凝聚粉末能够实现快速原位凝胶化和强大的湿粘附性能，用于止血和伤口愈合。此外，一种负载了PRP衍生生物活性成分的Janus纤维水凝胶支架能够促进慢性伤口的渗出液引流和组织再生。与这些主要关注机械适应性、粘附止血或引流功能的系统不同，我们的QLCP平台在UV交联的壳聚糖基质中独特地集成了永久的阳离子季铵化和硫辛酸修饰。这种双功能设计赋予水凝胶内在的抗菌和抗氧化活性，而无需外部刺激，同时确保PRP的持续释放。因此，QLCP提供了一种一步式、协同的治疗策略，特别针对感染性伤口。

在本研究中，我们成功开发了一种负载PRP的多功能水凝胶（QLCP），其基于动态硫醇-二硫键交换交联的季铵化壳聚糖。所制备的水凝胶表现出优异的注射性、粘附性、可降解性、抗氧化活性以及固有的抗菌效果。当PRP被整合到QLCP中后，水凝胶能够实现生长因子的持续释放，有效促进成纤维细胞的增殖、迁移和血管生成。通过体外的理化和生物学测试以及体内的感染性伤口实验，我们评估了QLCP的性能。实验结果表明，QLCP在体外和体内均能够显著降低氧化应激，几乎完全消除大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，同时促进成纤维细胞的增殖和迁移，加速伤口闭合，增强再上皮化，并减少胶原组织的紊乱。这些结果表明，QLCP平台通过物理密封和渗出液管理、抗菌/抗氧化活性以及生物活性因子的递送，实现了一种协同的治疗策略，能够有效缓解感染，抑制炎症/氧化损伤，并促进组织再生，显示出其在感染性伤口治疗中的强大应用潜力。