基于细菌纤维素微胶囊化酸橙(Citrus aurantiifolia)精油的新型抗菌伤口敷料研究

为解决传统抗生素耐药性和伤口感染问题，研究人员开发了一种基于细菌纤维素(BC)的微胶囊化酸橙精油(LPO)伤口敷料。通过复合凝聚法优化制备工艺(pH 4.25/50°C/15分钟)，获得高包封率(92.14%)、高热稳定性的微胶囊，其抑制金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的抑菌圈分别达11.51 mm和13.70 mm。该研究为开发兼具缓释功能和抗菌活性的新型敷料提供了创新方案。

　　

伤口感染是阻碍伤口愈合的主要并发症，而抗生素耐药性的加剧使得这一问题更加严峻。传统伤口敷料往往无法有效控制感染，因此开发新型抗菌敷料成为研究热点。酸橙(Citrus aurantiifolia)精油(LPO)虽具有显著抗菌活性，但其易挥发、热不稳定的特性限制了临床应用。针对这一难题，来自Universitas Padjadjaran的研究团队创新性地将微胶囊技术与细菌纤维素(BC)相结合，开发出具有缓释功能的抗菌伤口敷料，相关成果发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》。

研究采用复合凝聚法(complex coacervation)将LPO封装在阿拉伯胶-明胶基质中，通过响应面法优化工艺参数；利用扫描电镜(SEM)、粒径分析仪(PSA)和热重分析(TGA)表征微胶囊特性；最后通过浸渍法将微胶囊负载于菠萝核心发酵制备的细菌纤维素上，并测试其对革兰氏阳性菌(S. aureus)和革兰氏阴性菌(E. coli)的抑制效果。

【3.1 LPO提取】通过水蒸气蒸馏法从26.74 kg酸橙皮中提取获得0.48%产率的LPO，其抗菌活性显著优于单一成分d-柠檬烯，证实了精油组分的协同作用。

【3.2-3.4 工艺优化】确定最佳微胶囊化条件为pH 4.25、50°C、15分钟搅拌，此时包封率(EE)达92.14%，油含量(OC)77.03%。Avrami动力学模型(n=0.345)显示微胶囊具有缓释特性，2小时内释放44.94%活性成分。

【3.4.3 形态与稳定性】SEM显示微胶囊呈球形(平均直径1.182 μm)，TGA证实其可保护LPO免受热降解(失重起始温度提升至150°C)。FTIR分析表明阿拉伯胶的羧基与明胶的氨基通过酰胺键结合。

【3.5 BC制备】利用Komagataeibacter xylinus发酵菠萝核心10天，获得纤维直径23-85 nm、结晶度78.2%的三维网状细菌纤维素。

【3.6 微胶囊负载】以4%柠檬酸为交联剂，实现30.60%的负载率(add-on)。SEM观察到微胶囊成功固定在纤维素纤维表面。

【3.7 抗菌活性】负载微胶囊的BC对S. aureus和E. coli抑菌圈分别为11.51 mm和13.70 mm，虽低于游离LPO(26.36 mm和20.29 mm)，但显著优于单独使用BC或微胶囊。

该研究首次将LPO微胶囊与BC结合，开发出具有双重功能的伤口敷料：BC提供类似细胞外基质的结构支持，而微胶囊化LPO实现长效抗菌。创新性地采用菠萝核心废弃物生产BC，既降低成本又实现资源再利用。研究证实复合凝聚法是保护热不稳定活性成分的有效策略，Avrami模型为缓释行为提供了理论依据。未来需通过体内实验进一步验证其生物相容性和促愈合效果，但该成果已为开发环保型功能性敷料开辟了新途径。