新型海藻多糖-纳米纤维复合敷料:岩藻聚糖包被头孢地尼纳米颗粒/PVA基质在烧伤创面治疗中的协同效应

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.5

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  本研究针对烧伤创面易感染、愈合缓慢的临床难题,开发了岩藻聚糖(Fu)包被头孢地尼(CFD)壳聚糖纳米颗粒(CSNPs)与聚乙烯醇(PVA)复合的静电纺丝纳米纤维(Fu-cCFD-CSNPs-PVA NFs)。该敷料展现出295.12±48.52 nm的均一纤维结构、84%的48小时缓释特性及250.41%的溶胀率,通过TGF-β1上调促进胶原沉积,在体内外实验中证实可加速创面闭合并抑制感染,为多功能烧伤敷料研发提供新策略。

  

烧伤创面治疗长期面临两大挑战:细菌感染导致的愈合延迟和传统敷料功能单一。现有商业敷料往往无法同时满足抗菌、促愈和机械保护需求,而纳米纤维技术因其仿生ECM结构被视为突破方向。埃及Utopia制药提供的头孢地尼虽具广谱抗菌性,但直接使用存在突释风险;海洋多糖岩藻聚糖(Fucoidan, Fu)虽有抗炎促血管生成作用,却因流变学特性难以单独纺丝。

为解决上述问题,研究人员将Fu包被的头孢地尼-壳聚糖纳米颗粒(Fu-cCFD-CSNPs)整合至PVA基质中,通过静电纺丝构建复合纳米纤维。扫描电镜显示纤维直径295.12±48.52 nm且无串珠结构,溶胀实验证实250.41%的吸水率优于同类薄膜。体外释放曲线显示48小时累积释放84.00%±2.23,符合Higuchi动力学模型。划痕实验证明该材料促进人皮肤成纤维细胞(HSF)迁移,小鼠烧伤模型显示治疗组第14天创面收缩率达92%,显著高于对照组。免疫组化显示TGF-β1表达上调2.3倍,Masson染色可见规则胶原排列。

关键技术包括:1) 离子凝胶法制备CFD-CSNPs后Fu涂层修饰;2) 参数优化的共混静电纺丝技术;3) 透皮扩散池进行皮肤沉积实验;4) 小鼠全层烧伤模型评估;5) 激光共聚焦跟踪RhB标记纳米颗粒的皮肤渗透。

材料制备与表征
Fu-cCFD-CSNPs经动态光散射(DLS)检测粒径375.80±27.72 nm,PDI 0.263表明单分散性。FTIR证实Fu成功包被,Zeta电位由+32.1mV降至-18.6mV。纳米纤维接触角28.3°显示亲水性,抗张强度4.71MPa满足临床需求。

药物释放与透皮行为
Franz扩散池实验显示Fu涂层使皮肤沉积量提升1.8倍,纳米纤维组的24小时透皮量较游离药物降低67%,证实其缓释特性。CLSM显示纳米颗粒主要富集在表皮-真皮交界处。

抗菌与细胞相容性
对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达25.3±1.1mm和22.7±0.9mm,MTT法证实HSF细胞存活率>95%。

体内疗效评估
治疗组第7天即出现完整上皮层,第14天新生毛囊数量是对照组2.1倍。ELISA显示IL-6水平下降62%,SOD活性提升3.4倍,证实抗炎抗氧化协同作用。

该研究创新性地将Fu的生物学活性与纳米颗粒的缓释特性通过静电纺丝技术整合,克服了单一组分缺陷:PVA提供机械支撑,CSNPs增强抗菌性,Fu促进ECM重塑。临床转化价值在于其可规模化生产性,且无需二次敷料更换。未来可探索负载多种生长因子的"智能响应型"改良方案。论文发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》,为海洋生物资源在创伤修复中的应用提供范式。

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