pH响应性抗菌抗氧化肽水凝胶敷料的制备及其在快速止血与伤口愈合中的应用研究

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.5

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  针对伤口止血、抗感染和清除活性氧(ROS)的多功能敷料需求,研究人员开发了基于棕榈酸修饰肽(C16 -Pep)与没食子酸(GA)的pH响应性水凝胶敷料。该材料在细菌感染环境(pH 7-9)下可释放94.41%的GA,兼具机械性能增强、生物相容性优良等特点,动物实验证实其能显著促进金黄色葡萄球菌感染创面的胶原重塑与愈合。

  

皮肤作为人体最大的器官,其完整性受损后引发的伤口愈合问题一直是临床难题。传统敷料难以同时满足止血、抗感染和抗氧化需求,尤其在糖尿病等慢性创面中,细菌感染导致的碱性环境(pH可达9)和过量活性氧(ROS)会严重阻碍愈合进程。针对这一挑战,山东省抗体药物协同创新中心等单位的研究人员创新性地将棕榈酸修饰的五肽(C16
-VVAA DDD)与天然酚酸(GA)结合,开发出具有三重功能的智能水凝胶敷料,相关成果发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》。

研究团队采用固相肽合成(Fmoc-SPPS)制备C16
-Pep,通过核磁共振(1
H NMR)和质谱(MS)验证结构,利用氢键和π-π堆积作用构建水凝胶网络。体外实验采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌评估抗菌性,通过DPPH和ABTS法测定抗氧化活性;动物实验选用BALB/c小鼠建立金黄色葡萄球菌感染的全层皮肤缺损模型。

Peptide synthesis, characterization and hydrogel preparation
通过HPLC纯化获得纯度>95%的C16
-Pep,质谱显示分子量与理论值一致。在pH 4.5-2.0条件下,肽链通过β-折叠自组装形成纳米纤维网络,加入GA后储能模量(G')提升3倍。

Gelation of the C16
-Pep/GA hydrogel

红外光谱证实羧基与酚羟基间氢键形成。在pH 7.4时GA缓释率仅31.5%,而pH 9.0时24小时释放率达94.41%,证实其pH响应性。

Conclusion
该水凝胶在感染创面微环境中能智能释放GA,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别达14.3±0.5mm和12.8±0.3mm,同时清除85%以上的DPPH自由基。动物实验显示其使创面收缩率提高40%,胶原沉积量增加2.1倍。

这项研究通过分子自组装策略实现了敷料功能模块的精准调控,为开发适应伤口动态愈合过程的智能材料提供了新思路。特别值得注意的是,利用天然产物GA既作为功能组分又作为结构增强剂的设计,避免了传统化学交联剂的毒性问题。研究成果对于战创伤急救和慢性伤口管理具有重要转化价值。

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