富含积雪草提取物的3D打印壳聚糖水凝胶支架的构建及其在促进伤口愈合中的应用

本研究针对传统伤口敷料生物相容性差、促愈效果有限等问题，开发了含积雪草苷(asiaticoside)的3D打印壳聚糖(CS)-明胶复合水凝胶支架。通过优化1Ex/2Gel/3.5CS配方，实现了80%药物缓释、99.9%体外伤口闭合率，其流变特性与抗炎活性为慢性创面治疗提供了新策略。

　　

伤口愈合是一个涉及止血、炎症、增殖和重塑的多阶段复杂过程。慢性伤口由于易感染、难愈合等特点，传统敷料常因生物相容性不足、保湿性能差等问题难以满足临床需求。壳聚糖(Chitosan, CS)作为天然生物聚合物，虽具有抗菌性和促细胞迁移优势，但纯CS支架存在机械强度弱、打印精度低的缺陷。与此同时，积雪草(Centella asiatica)提取物中的活性成分积雪草苷(asiaticoside)虽能促进胶原合成和血管生成，却面临水溶性差、易降解的递送难题。

针对这些挑战，波兰国家科学中心资助的研究团队通过3D打印技术，构建了含不同浓度CS和积雪草苷的复合水凝胶支架。研究通过流变学测试、ATR-FTIR(衰减全反射傅里叶变换红外光谱)和XRPD(X射线粉末衍射)分析，筛选出1%积雪草提取物+2%明胶+3.5%CS(1Ex/2Gel/3.5CS)的最优配方。该成果发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》，为智能伤口敷料开发提供了新思路。

关键技术包括：3D打印成型工艺评估支架形状保真度；流变仪测定黏弹性模量；ATR-FTIR验证CS与积雪草苷的分子相互作用；XRPD分析结晶度；体外药物释放实验模拟缓释行为；细胞迁移实验量化伤口闭合率。

材料与方法
研究采用低分子量CS(LMW, 20-300 cps)与明胶复合，通过磷酸盐缓冲液溶解体系构建生物墨水。关键参数包括CS浓度梯度设置(1.5%-4%)、打印温度(25°C)和交联条件。

结果与讨论
• 流变特性：CS浓度提升使储能模量(G')从50 Pa(1.5%CS)增至210 Pa(3.5%CS)，但过量CS(4%)导致挤出压力激增。
• 分子互作：ATR-FTIR在1635 cm^-1
处出现CS氨基与积雪草苷糖基的氢键特征峰，XRPD显示复合物结晶度降低至15°衍射角。
• 药物释放：24小时累积释放达80%，符合Higuchi动力学模型(R²

0.98)。
• 生物活性：支架使TNF-α(肿瘤坏死因子α)表达降低67%，NIH/3T3成纤维细胞迁移速度提升2.3倍。

结论
该研究证实3.5%CS复合支架兼具最佳打印性能(G''/G'=0.32)与生物学功能。分子互作延缓了积雪草苷降解，而CS的阳离子特性增强了与带负电创面的粘附力。这种可定制化3D打印支架为糖尿病足溃疡等慢性伤口治疗提供了兼具机械支撑与药理活性的新型解决方案。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献记载信息。作者Magdalena Paczkowska-Walendowska等署名单位未明确标注国别，但资助机构为波兰国家科学中心。）