丝素蛋白-透明质酸载褪黑素薄膜的表征与生物学评价：多功能慢性伤口敷料的创新研究

慢性伤口因愈合障碍和微生物污染构成重大健康挑战。本研究开发了基于丝素蛋白(SF)、透明质酸(HA)和褪黑素的多功能伤口敷料，通过物理交联的SF-HA薄膜(BF)实现机械支撑，载入褪黑素(MF)后显著改善材料性能：热稳定性提升，表面粗糙度降低6倍，杨氏模量(Young’s modulus)翻倍，并实现37%的初期突释和96小时缓释。动物实验证实MF可加速伤口愈合、调节炎症因子(如降低TNF-α、选择性恢复IL-6)并重塑伤口微生物群。该研究为慢性伤口治疗提供了兼具力学性能与生物活性的新型解决方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其屏障功能的破坏会导致慢性伤口这一临床难题。在糖尿病、血管功能不全等慢性疾病影响下，伤口的炎症期和增殖期发生紊乱，形成难以愈合的创面，伴随持续感染风险。传统敷料难以同时满足机械保护、免疫调节和促再生等多重需求。丝素蛋白(SF)和透明质酸(HA)作为天然生物材料虽各有优势，但SF与HA间的静电排斥作用阻碍了均质复合膜的形成，而化学交联又可能引入生物安全性问题。此外，褪黑素这一具有抗氧化、抗炎和抗菌活性的内源性激素，其在慢性伤口治疗中的递送系统尚未得到充分探索。

针对这些挑战，来自中国的研究团队在《International Journal of Pharmaceutics》发表研究，开发了基于物理交联的SF-HA-聚乙二醇(PEG)复合薄膜，并首次将褪黑素整合至该体系。研究通过材料表征、体外细胞实验、药物释放分析和大鼠慢性伤口模型等多维度评估，证实该载药薄膜在促进组织再生和免疫微环境调控中的独特价值。

关键技术包括：采用高分子量PEG调控SF-HA静电相互作用实现物理交联；通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)评估材料热稳定性；原子力显微镜(AFM)量化表面粗糙度；高效液相色谱(HPLC)监测褪黑素释放动力学；大鼠全层皮肤缺损模型结合组织学、免疫组化和应力-应变分析评价愈合效果；流式细胞术检测炎症因子(IFN-γ、IL-2、IL-6、TNF-α)；16S rRNA测序分析伤口微生物群。

材料制备与表征
研究发现直接混合SF与4% HA会导致相分离，而添加PEG可形成均质薄膜。载褪黑素薄膜(MF)的玻璃化转变温度比空白薄膜(BF)提高12°C，热分解起始温度提升30°C。MF表面粗糙度(Ra)从BF的58.3 nm降至9.7 nm，亲水-亲脂平衡值趋近理想状态。力学测试显示MF的断裂伸长率和杨氏模量分别达到BF的2.1倍和2.3倍。

药物释放与细胞相容性
MF在2小时内释放37%的褪黑素，后续96小时持续缓释。体外实验证实MF对成纤维细胞和角质形成细胞的存活率无显著影响，且能抑制LPS诱导的炎症反应。

体内治疗效果
在大鼠模型中，BF和MF治疗组7天内愈合速度显著快于阴性对照组(NC)。组织学显示治疗组表皮厚度更接近正常皮肤，血管密度增加2倍。应力-应变曲线分析发现MF组的半峰全宽(FWHM)比NC组降低50%，提示更有序的胶原排列。

免疫调节与微生物群
BF组IFN-γ、IL-2和IL-6水平接近急性伤口阳性对照组，但TNF-α异常升高。MF组则选择性维持IL-6水平，同时抑制TNF-α过度表达。微生物分析显示MF显著降低伤口细菌α多样性，但特异性富集潜在有益菌株Staphylococcus urealyticus
。

该研究创新性地通过物理交联策略构建了SF-HA-褪黑素三元体系，首次阐明该复合材料在慢性伤口治疗中的多重机制：① PEG介导的物理交联克服了SF-HA静电排斥，避免化学交联的潜在毒性；② 褪黑素的加入不仅优化材料性能，还通过时序性释放协同调控炎症和微生物生态；③ 薄膜的力学特性(如杨氏模量提升)与生物活性(血管新生促进)形成空间-功能双重修复。研究为慢性伤口这一全球健康负担提供了兼具转化潜力和科学深度的解决方案，其"材料-免疫-微生物"多维调控思路对组织工程领域具有广泛启示意义。