聚合物功能化氧化铈纳米材料促进伤口愈合及抗癌作用研究

本研究针对抗生素耐药性病原体和伤口愈合效率低下的难题，通过水热法合成PEG和壳聚糖功能化的CeO2 NPs，证实其能通过CAM实验和家禽模型加速伤口修复（皮肤重塑期缩短），并显著抑制HuH-7.0肝癌细胞（IC50 37.89 μg/mL），为多功能纳米材料开发提供新策略。

　　

研究背景与意义
全球每年因耐药菌感染死亡人数预计2050年将达千万，传统抗生素面临严峻挑战。氧化铈纳米颗粒(CeO₂
NPs)因其独特的Ce³⁺
/Ce⁴⁺
氧化还原切换能力，在抗菌和抗癌领域展现出潜力，但易聚集的特性限制了其应用。韩国国立研究基金会和沙特国王大学团队通过聚合物功能化策略，开发出兼具伤口愈合加速与抗癌双重功能的纳米材料，成果发表于《Journal of Trace Elements in Medicine and Biology》。

关键技术方法
采用水热法合成PEG-6000和壳聚糖修饰的CeO₂
NPs，通过XRD、FESEM、FTIR等表征材料特性。抗菌实验选用E. coli、S. aureus和MRSA；伤口愈合评估采用鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)实验和28日龄家禽(G. domesticus)模型；抗癌活性通过MTT法检测HuH-7.0肝癌细胞抑制率。

研究结果

1. 材料特性：XRD显示功能化后CeO₂
   NPs晶粒尺寸减小，FTIR证实聚合物成功修饰，DLS显示分散性提升。
2. 抗菌性能：壳聚糖涂层NPs对MRSA抑菌效果最佳，机制涉及破坏细菌膜结构和基因表达调控。
3. 伤口愈合：CAM实验显示壳聚糖-CeO₂
   NPs促进血管新生；家禽模型证实治疗组皮肤重塑期缩短30%，胶原排列更紧密。
4. 抗癌活性：PEG化NPs对HuH-7.0细胞的IC₅₀
   为37.89 μg/mL，通过诱导癌细胞线粒体膜电位崩溃发挥作用。

结论与展望
该研究首次实现PEG/壳聚糖双功能化CeO₂
NPs的协同增效：壳聚糖增强抗菌-促愈合能力，PEG提升抗癌靶向性。其突破性在于解决了纳米颗粒体内聚集难题，为感染性伤口合并癌症的联合治疗提供新思路。未来需进一步探索聚合物分子量与生物活性的构效关系。