负载西地那非的天然水凝胶在感染性伤口治疗中的潜在应用

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:International Journal of Pharmaceutics: X 5.2

编辑推荐:

  为解决感染性伤口因炎症、氧化应激及血管化受损导致的愈合难题,研究人员开发了以蛋清和壳聚糖为框架、负载西地那非(CEHS)的水凝胶。实验表明,CEHS 具良好生物相容性,能促细胞增殖迁移、血管生成,且有抗氧化、抗炎及抗菌作用,为感染性伤口治疗提供新方向。

  
在创伤治疗领域,感染性伤口一直是临床棘手问题。这类伤口因细菌入侵常伴随炎症反应和氧化应激,导致血管化受损、愈合延迟,甚至引发败血症等严重并发症。传统治疗手段如清创、抗生素使用等存在组织损伤、耐药性等局限,开发高效安全的新型治疗材料迫在眉睫。在此背景下,温州医科大学附属第一医院的研究团队开展了相关研究,其成果发表在《International Journal of Pharmaceutics: X》,为感染性伤口治疗提供了新思路。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过简单的溶液混合法制备蛋清 - 壳聚糖基水凝胶并负载西地那非(CEHS);利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等对水凝胶进行表征;通过 CCK-8 法、划痕实验、管形成实验等评估细胞相容性及促血管生成能力;借助 ELISA 试剂盒检测炎症因子(TNF-α、IL-1β 等)水平;构建小鼠感染性伤口模型,进行体内愈合效果及机制研究。

3.1 水凝胶的制备与表征


研究通过混合蛋清、壳聚糖溶液及西地那非,经二次交联制备出 CEHS。SEM 显示其具有均匀多孔网络结构,FTIR 证实西地那非成功载入。降解实验表明,CEHS 在 PBS 中 24 小时降解率近 80%, swelling ratio 在 24 小时达 29.86%±2.01%。流变学显示其具剪切变稀特性,利于伤口均匀分布。体外药物释放呈现先快后稳的特征,利于快速起效并维持疗效。

3.2 体外细胞相容性与作用


CCK-8 及活死染色显示,CEHS 对 3T3 成纤维细胞和 HUVEC 人脐静脉内皮细胞无显著毒性,相容性良好。划痕实验中,CEHS 组细胞迁移速度显著提升,24 小时伤口闭合率超 80%(3T3)和 90%(HUVEC)。管形成实验表明,CEHS 促进 HUVEC 形成更多管状结构,数量达 52.33±5.13,显示其促血管生成潜力。EdU 染色证实 CEHS 可增强细胞增殖能力。

3.3 体外抗氧化、抗炎与抗菌性能


在氧化应激模型中,CEHS 显著降低 RAW264.7 细胞内活性氧(ROS)水平,荧光强度较对照组降低 50.06±14.77。炎症模型中,CEHS 组 TNF-α 和 IL-1β 浓度分别降至 217.33±22.75 pg/mL 和 138.57±16.83 pg/mL,抗炎效果显著。抗菌实验显示,CEHS 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别为 70.37%±3.42% 和 84.82%±2.48%,具广谱抗菌能力。

3.4 体内伤口愈合效果


小鼠感染性伤口模型显示,CEHS 组 15 天愈合率显著高于对照组及 CEH 组(无西地那非)。HE 和 Masson 染色表明,CEHS 组早期炎症细胞浸润减少,后期胶原沉积丰富且排列规整,胶原阳性面积显著高于其他组。小鼠体重变化显示 CEHS 组体重下降更缓,反映其治疗安全性。

3.5 体内机制研究


DHE 染色及 SOD、MDA 检测证实,CEHS 有效降低伤口氧化应激,提升抗氧化酶活性。ELISA 显示其显著抑制 TNF-α、IL-1β 等炎症因子表达。细菌计数表明 CEHS 组伤口细菌负荷显著低于对照组。免疫组化显示,CEHS 组 CD31(血管内皮标志物)、α-SMA(血管平滑肌标志物)和 VEGF(血管内皮生长因子)表达水平更高,证实其促血管生成作用。此外,CEHS 组羟脯氨酸(HYP,胶原合成指标)和转化生长因子 -β(TGF-β)含量更高,进一步支持其促进胶原合成及组织修复的作用。

结论与讨论


本研究开发的 CEHS 水凝胶通过蛋清和壳聚糖的协同作用,结合西地那非的促血管生成、抗炎及抗氧化特性,在感染性伤口治疗中展现出多效优势。其不仅能有效抑制细菌感染、减轻炎症和氧化损伤,还能促进血管新生和胶原沉积,加速伤口愈合。体内安全性评估显示 CEHS 无明显溶血及器官毒性,具备临床转化潜力。尽管研究基于小鼠模型且未涵盖所有病原体,但其为感染性伤口的治疗提供了一种简单、高效、多功能的天然材料策略,有望推动新型生物材料在创伤修复领域的应用。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号