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为解决伤口感染中病原菌定植及恩诺沙星(ENR)水溶性和生物利用度低的问题,研究人员开发聚(乙烯醇)(PVA)修饰的纳米脂质载体(NLCs)基复合纳米乳(ENR@PVA-NLCs/AgNPs)。其可协同抑制病原菌,促进伤口愈合,且体内副作用小,为感染伤口治疗提供新策略。
在人类与动物的健康领域,伤口感染一直是一个令人头疼的难题。皮肤作为人体天然免疫系统的重要屏障,一旦因机械损伤等原因出现伤口,病原菌极易定植其中,不仅会导致愈合延迟、形成慢性伤口,甚至可能引发败血症或全身性炎症反应综合征,给全球医疗系统带来巨大的经济负担。传统抗生素如恩诺沙星(ENR)虽能治疗皮肤感染,但其水溶性差、生物利用度低,临床应用受限,且需反复高剂量使用,易引发副作用和耐药性。因此,开发一种高效、安全且可局部应用的新型抗菌制剂,成为亟待解决的医学难题。
为应对这一挑战,南京农业大学的研究人员开展了相关研究,旨在构建一种能协同抗菌、促进伤口愈合的新型纳米平台。他们通过一系列实验,成功开发出聚(乙烯醇)(PVA)修饰的恩诺沙星 - 银复合纳米乳(ENR@PVA-NLCs/AgNPs),并在感染伤口治疗中展现出显著效果。该研究成果发表在《International Journal of Pharmaceutics: X》,为伤口感染的治疗提供了新的思路和方向。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:利用高压均质法制备 ENR@PVA-NLCs/AgNPs,通过生物法合成银纳米颗粒(AgNPs),并将其与 ENR 共同负载于 PVA 修饰的纳米脂质载体(NLCs)中。借助透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)等技术对纳米颗粒的形态、粒径及电位进行表征。通过体外抗菌实验(如最小抑菌浓度 MIC、最小杀菌浓度 MBC 测定、牛津杯法)、细胞毒性实验(CCK-8 法)、体内伤口愈合模型等评估其抗菌性能和生物相容性。
3.1 复合纳米乳的表征
通过 TEM、SEM 观察发现,AgNPs 呈球形,粒径约 17.40±7.66 nm,ENR@PVA-NLCs/AgNPs 为近球形结构,表面粗糙,AgNPs 聚集于 NLCs 表面,证实复合纳米乳制备成功。DLS 显示其流体力学直径、多分散指数(PDI)和 ζ 电位分别为特定值,稳定性良好。紫外 - 可见光谱(UV–vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X 射线衍射(XRD)等进一步验证了 ENR 和 AgNPs 的成功负载,且 ENR@PVA-NLCs/AgNPs 具有温度敏感性和剪切变稀特性,利于皮肤应用。其包封率(EE)和载药量(DL)分别为 80.66±4.59% 和 1.21±0.07%,显著提高了 ENR 的水溶性。体外释放实验表明,ENR 和 Ag?呈缓慢释放,降低了潜在毒性。
3.2 体外抗菌活性
MIC 和 MBC 测定显示,ENR@PVA-NLCs/AgNPs 对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌均有显著抑制作用,且与单独使用 ENR 或 AgNPs 相比,抗菌活性更强。棋盘滴定法证实 ENR@PVA-NLCs 与 AgNPs 具有协同抗菌效应,FIC 指数≤0.5。牛津杯法和细菌生长曲线实验进一步验证了其强大的抗菌能力,扫描电镜显示其可导致细菌形态严重破坏,细胞膜破裂。
3.3 体外伤口愈合研究
CCK-8 实验表明,ENR@PVA-NLCs/AgNPs 在一定浓度下无明显细胞毒性,生物相容性良好。伤口划痕实验显示,其可显著促进 BJ 细胞迁移,迁移率高于 ENR@PVA-NLCs,表明 AgNPs 的加入有助于细胞重塑和伤口愈合。
3.4 体内伤口愈合研究
在金黄色葡萄球菌感染的大鼠伤口模型中,ENR@PVA-NLCs/AgNPs 组伤口闭合率高达 96.49±3.27%,显著高于对照组和其他治疗组,且细菌计数明显降低。组织学染色(HE 和 Masson)显示,该组炎症细胞浸润减少,胶原纤维沉积丰富,血管新生明显。免疫组化结果表明,其可上调胶原蛋白 III、转化生长因子 -β(TGF-β)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达,促进组织修复和血管生成。
3.5 生物相容性评价
血液生化分析和主要器官 HE 染色显示,ENR@PVA-NLCs/AgNPs 无明显全身毒性,对肝、肾等器官无损伤,证实其生物安全性良好。
综上所述,该研究成功构建了 ENR@PVA-NLCs/AgNPs 复合纳米乳平台,其通过高压均质法制备,具有可扩展性,能协同释放 ENR 和 Ag?,有效抑制病原菌,促进伤口愈合,且生物相容性优异。该研究不仅为解决 ENR 临床应用瓶颈提供了新方法,也为感染性伤口的治疗提供了一种安全、高效的新型纳米药物策略,有望在临床伤口敷料领域得到广泛应用。研究结果为开发基于纳米载体的协同抗菌疗法奠定了基础,对推动感染性疾病治疗的创新具有重要意义。