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本文开发了一种基于天然食物的 EW/OKGM@GHK-Cu（GEK）复合水凝胶敷料。它通过席夫碱交联形成，具有自修复性，兼具抗菌、抗炎、止血等功能，能促进血管生成和皮肤再生，为感染性伤口愈合提供了高效且经济的策略，极具临床应用潜力。
### 引言
皮肤在维持人体基本功能方面至关重要，然而创伤、手术等会破坏皮肤屏障。传统伤口管理策略存在局限，生物材料的发展为伤口修复带来新契机，水凝胶因良好特性成为极具前景的伤口敷料。天然材料制备的水凝胶生物相容性和可降解性更佳，本研究聚焦鸡蛋和魔芋，旨在开发全天然水凝胶敷料。
蛋清（EW）富含蛋白质、氨基酸和维生素，含有多种生物活性物质，具备抗菌能力，且在古代就用于伤口治疗。魔芋含有魔芋葡甘聚糖（KGM），氧化改性后的 OKGM 有良好生物相容性等，适合用于水凝胶敷料。此外，甘氨酰 - L - 组氨酰 - L - 赖氨酸（GHK）能与铜离子形成 GHK-Cu，具有促进胶原蛋白形成、血管生成等多种功效，但在天然水凝胶伤口修复中应用较少。本研究将 GHK-Cu 整合到 OKGM/EW（EK）水凝胶中，开发出 GEK 水凝胶，并对其性能及治疗感染性皮肤伤口的可行性进行评估。
材料和方法
实验材料包括从不同公司购买的 GHK-Cu、KGM 等多种试剂、细胞系、实验动物等，动物实验经空军军医大学动物实验伦理委员会批准。
EW 通过分离市售无菌鸡蛋获得，分离后混合并冷藏保存。OKGM 制备时，先将 KGM 溶解，加入高碘酸钠反应，再用乙二醇终止反应，透析后冻干。
制备水凝胶时，将 OKGM 配制成溶液，与 GHK-Cu、EW 溶液混合交联得到 GEK 水凝胶，同时制备 GK、EK 水凝胶作对照。
通过傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、核磁共振（NMR）等对水凝胶进行表征，包括结构、凝胶化程度、微观形态、流变学性质、溶胀性、降解性和药物释放等测试。利用 CCK-8 法、Calcein-AM/PI 染色等评估水凝胶与细胞的相容性。通过体外成管实验、细胞划痕迁移实验、体外溶血实验、体外抗菌实验等分别检测水凝胶促血管生成、细胞迁移、血液相容性、抗菌等能力。在体内，利用小鼠尾截肢和肝出血模型评估止血效果，构建感染伤口小鼠模型，通过组织学、免疫组化和荧光染色评估伤口愈合情况，实验数据用 Student’s t 检验分析。
结果和讨论
水凝胶的表征
FT-IR 和 NMR 结果证实 KGM 成功氧化为 OKGM。GEK 水凝胶在 25°C 可自发凝胶，具有典型微孔结构，元素分析表明其含有多种元素，且具有良好的宏观可注射性。流变学测试显示，各水凝胶组均有良好的剪切变稀特性，GEK 水凝胶的储能模量（G′）最高，且经多次应变扫描后模量保持稳定，展现出良好的自修复和稳定的机械性能。GEK 水凝胶溶胀性良好，平衡膨胀率最低，16h 左右可降解，GHK-Cu 在水凝胶中能持续释放，前期释放速率高，后期趋于稳定。
EW/OKGM@GHK 的生物相容性
CCK-8 实验表明，水凝胶对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）无细胞毒性，EK 和 GEK 组人角质形成细胞（HACAT）数量显著增加。溶血实验显示，制备的水凝胶具有良好的血液相容性。动物体内器官相容性实验中，GEK 水凝胶皮下植入小鼠后，各脏器组织学检查无差异，表明 GEK 水凝胶可安全用于急性感染伤口。
水凝胶的体外促血管生成和促愈合活性
体外成管实验中，GEK 和 EK 水凝胶处理的 HUVEC 形成血管效率更高。细胞划痕迁移实验表明，GEK 水凝胶显著促进 HUVEC 迁移，迁移率高达约 60.4%，远高于对照组的 29.1%，EK 水凝胶也有一定促进作用，这可能与它们的成分协同作用有关，说明 GEK 水凝胶能有效刺激血管生成和诱导细胞迁移。
水凝胶的抗菌性能
以金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）为代表进行抗菌实验，平板涂布实验显示，水凝胶处理组细菌菌落数显著减少，GEK 水凝胶抗菌效果更强。扫描电镜（SEM）观察发现，水凝胶使细菌收缩、破裂，改变了细菌的生理形态，这主要归因于水凝胶释放的多种抗菌成分。
水凝胶的体外止血测试
通过小鼠尾截肢和肝止血模型评估 GEK 水凝胶止血能力，结果显示，GEK 水凝胶能快速封闭伤口止血，失血比对照组减少 3 - 4 倍，其止血性能得益于凝胶的组织粘附性，以及 OKGM 和 EW 的相关特性。
组织学和体内伤口愈合分析
建立感染伤口小鼠模型，应用不同水凝胶并监测 12 天，定量分析显示，GEK 水凝胶组伤口在第 12 天愈合率超 95%，远高于对照组的约 65%。H&E 染色表明，GEK 组伤口表皮化更完全，伤口宽度更小，提示其在伤口恢复过程中增强了上皮化，这可能与 GHK-Cu 和 EW 中活性物质的持续低剂量释放有关，对慢性伤口愈合可能更有效。
水凝胶诱导的伤口胶原沉积和体内炎症反应
Masson 染色显示，水凝胶处理组真皮中胶原纤维沉积多于对照组，GEK 组沉积最多。免疫组化染色表明，GEK 水凝胶显著降低促炎细胞因子白细胞介素 - 6（IL-6）和肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）的表达水平，说明其能有效调节创伤炎症活动，促进伤口愈合。
水凝胶诱导的体内促血管生成分析
免疫荧光染色显示，GEK 水凝胶组伤口附近新血管生成的密度和范围显著增加，血管再生更好，这可能是因为其能缓慢释放 EW 中的活性物质和具有血管活性的 GHK-Cu，与细胞实验结果一致。
结论
本研究制备的多功能自修复 GEK 水凝胶基于席夫碱反应，能促进感染性皮肤伤口快速愈合。它具有止血、抗菌、调节炎症反应、促进血管再生和上皮化等功能，且具有良好的注射、溶胀和自修复性能，生物相容性好，成本效益高。不过，本研究存在局限，缺乏对愈合机制的深入探索和中大型实验动物的验证。未来，GEK 水凝胶在临床应用、组织工程支架、电子皮肤、药物递送等领域有进一步探索的潜力，有望为相关领域带来新的突破。
