基于聚氨丙基甲基倍半硅氧烷表面接枝藏花酸的递送系统:生物相容性评估与伤口愈合效能研究

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Results in Chemistry 2.5

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  本研究针对天然活性成分藏花酸(crocetin)递送效率低的问题,通过将其接枝至聚氨丙基甲基倍半硅氧烷(PAMSQ)表面构建新型复合材料。通过UV-Vis、FT-IR、SEM-EDS等技术验证接枝成功,血液相容性(3%溶血率)和MTT实验(IC50 165.5 μg/mL)证实其生物安全性。动物实验显示该材料显著促进大鼠1.50×1.50 cm2创面胶原合成,缩短愈合周期,为功能性伤口敷料开发提供新策略。

  

在慢性伤口治疗和功能性敷料开发领域,如何实现天然活性成分的高效递送一直是亟待解决的难题。藏花酸(crocetin)作为源自藏红花和栀子果实的类胡萝卜素,虽具有促进胶原生成、抑制炎症等多重生物活性,但其水溶性差、体内稳定性低限制了临床应用。与此同时,聚倍半硅氧烷(polysilsesquioxanes)因其优异的生物相容性和热稳定性成为药物载体研究热点,但如何通过表面修饰优化其与生物活性分子的相互作用仍需探索。

为解决上述问题,来自伊朗沙赫鲁德医科大学的研究团队在《Results in Chemistry》发表研究,创新性地将藏花酸通过酰胺键接枝至聚氨丙基甲基倍半硅氧烷(PAMSQ)表面,构建了兼具生物活性与结构稳定性的复合材料PAMSQ/Crocetin。通过多尺度表征技术验证材料特性后,研究团队系统评估了其血液相容性、细胞毒性及对大鼠全层皮肤缺损的促愈合作用,证实该材料可通过促进胶原沉积显著加速伤口再生。

研究采用四大关键技术:1)溶胶-凝胶法制备PAMSQ载体;2)紫外-可见光谱(UV-Vis)实时监测藏花酸接枝过程;3)动态光散射(DLS)分析粒径分布变化;4)基于Wistar大鼠(200-220 g)的全层皮肤缺损模型评估愈合效果。

3.1 材料合成与表征
通过MTMS与APTES共水解制备的PAMSQ经FT-IR证实成功接枝藏花酸,1650 cm-1处酰胺羰基峰增强。UV-Vis-DRS显示接枝后材料在300-600 nm出现宽吸收带,而DLS分析显示粒径由45 nm增至60 nm,提示藏花酸的双羧基端可能桥连多个PAMSQ颗粒。SEM-EDS进一步证实材料含Si、N等特征元素。

3.2 生物相容性评估
溶血实验显示PAMSQ/Crocetin溶血率仅3%,显著低于未修饰PAMSQ(5.8%)。MTT实验表明其对3T3细胞的72小时IC50达165.5 μg/mL,与γ-环糊精/藏花酸复合物相当,证实其低毒性特征。

3.3 伤口愈合效能
H&E染色显示PAMSQ/Crocetin处理组表皮层再生完整,可见毛囊和附属器(薄箭头标示),而对照组仅形成痂皮(星号标示)。MT染色中胶原纤维(箭头头标示)在实验组显著富集,定量分析证实其胶原合成速率高于单纯PAMSQ组和空白对照组。

该研究首次证实PAMSQ表面接枝藏花酸可协同发挥载体稳定性与活性分子生物功能:1)酰胺键合方式避免藏花酸突释;2)降低表面氨基密度改善血液相容性;3)通过促进胶原沉积将大鼠伤口愈合周期缩短约30%。这种"无机-有机"杂化策略为开发新一代智能伤口敷料提供了重要参考,尤其适用于糖尿病足溃疡等难愈性创面治疗。未来研究可进一步优化接枝率与控释动力学,推动其临床转化应用。

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