负载裂叶荆芥精油的温敏纳米乳水凝胶的研发与评价:一种促进伤口愈合的新型多功能敷料

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Industrial Crops and Products 5.6

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  针对慢性伤口感染和愈合障碍的临床难题,中国科学院新疆理化技术研究所团队开发了负载裂叶荆芥精油(SEO)的温敏纳米乳水凝胶(SEO-NE-TG)。该研究通过优化Tween-80稳定纳米乳体系(10-20 nm),构建了具有温度响应性(15.7℃相变)、剪切稀化和缓释特性的水凝胶。实验证实其对MRSA的MIC达3906 μg/mL,在大鼠烧伤模型中使伤口收缩率提升35%,并通过调节IL-6/TGF-β/VEGF通路显著促进表皮再生和胶原重组,为慢性伤口管理提供了天然抗菌与促愈合协同解决方案。

  

在全球范围内,慢性伤口正困扰着超过4000万患者,每年造成250亿美元的医疗负担。传统敷料难以同时解决细菌感染、组织再生和湿度调控三大难题,而抗生素耐药性的加剧更让情况雪上加霜。裂叶荆芥(Schizonepeta annua)作为传统药用植物,其精油(SEO)虽具有抗菌和抗炎潜力,却因挥发性强、皮肤刺激性等问题限制了临床应用。

中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的研究中,创新性地将SEO封装于温敏纳米乳水凝胶(SEO-NE-TG)中。通过伪三元相图优化,选用Tween-80/DGME(质量比1:2)构建了粒径10-20 nm的稳定纳米乳,并采用冷冻法将其与14%泊洛沙姆复合。研究运用动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)和流变学分析表征材料特性,通过头空间GC-MS追踪成分变化,采用大鼠烧伤模型评估促愈合效果。

3.1 纳米乳配方优化
通过伪三元相图系统筛选,发现Tween-80在Km=1:2时形成最大稳定区,可容纳60%以上水分。DLS显示纳米乳粒径10-20 nm,ζ电位-5 mV,TEM证实其球形形态。

3.3 水凝胶特性
该体系在15.7℃发生溶胶-凝胶转变,37℃时储能模量(G′)达4900 Pa。剪切速率0.1-100 s-1下表现剪切稀化行为,粘度从2539.8 mPa·s降至559.3 mPa·s。Page模型显示其保持41.39%平衡水分,优于常规敷料。

3.5 抗菌与生物相容性
SEO-NE对MRSA的MIC为3906 μg/mL(含SEO 265 μg/mL),而空白纳米乳无活性。MTT实验显示16 mg/mL SEO-NE仍保持50% HaCaT细胞活性,治疗窗口理想。

3.7 伤口愈合效果
大鼠模型中,SEO-NE-TG组10天伤口收缩率达75%(对照组55.56%)。H&E染色显示更完整的表皮再生和毛囊结构,IL-6/TGF-β/VEGF表达显著下调(p<0.01),胶原排列更有序。

这项研究开创性地将植物精油与智能水凝胶技术结合,解决了精油稳定性与控释难题。15.7℃的相变温度使其易于涂抹又能原位成膜,而纳米乳体系使SEO抗菌活性提升3.9倍。特别值得注意的是,该敷料通过多重机制发挥作用:thymol等成分直接抗菌,同时调控炎症微环境促进组织再生。相比银敷料等传统抗菌材料,这种天然配方可能降低耐药风险,且原料来自可再生植物资源,符合可持续发展理念。研究为开发兼具抗感染和促再生功能的"一体化"伤口治疗方案提供了新思路,尤其适合糖尿病足等慢性伤口管理。未来可通过扩大临床前研究,进一步验证其长期安全性和对不同伤口类型的适用性。

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