负载白藜芦醇的双功能微胶囊:抗菌与活性氧清除协同程序化促进感染创面愈合

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Materials Today Bio 8.7

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  为解决感染创面愈合过程中细菌感染与氧化应激双重难题,浙江大学团队通过微流控电喷雾技术构建了壳聚糖(CS)水凝胶包覆的白藜芦醇(RSV)@海藻酸钠(ALG)-CS核壳微胶囊。该体系通过pH响应性CS层降解实现RSV时序释放,兼具协同抗菌(对金黄色葡萄球菌抑菌率达99%)与ROS清除能力(DPPH清除率70%),动物实验显示其可加速创面闭合(9天愈合率达87.4%)并促进血管新生(CD31+表达提升3倍),为智能创面敷料开发提供新策略。

  

皮肤作为人体最大的器官,其创面修复面临细菌感染和氧化应激的双重挑战。当皮肤屏障受损时,过量活性氧(ROS)积累会引发炎症风暴,而细菌感染又会进一步加剧ROS产生,形成恶性循环。传统水凝胶敷料存在药物突释、结构单一等问题,难以实现抗菌与抗氧化的协同治疗。针对这一难题,浙江大学团队在《Materials Today Bio》发表的研究中,创新性地将植物多酚白藜芦醇(Resveratrol, RSV)与天然抗菌剂壳聚糖(Chitosan, CS)通过微流控电喷雾技术整合,构建了具有时空控释功能的智能微胶囊系统。

研究采用微流控电喷雾技术制备ALG微球核心,通过席夫碱反应在表面交联CS壳层,形成RSV@ALG-CS核壳结构。通过DPPH自由基清除实验、细菌平板计数、大鼠全层皮肤缺损模型等评估其抗氧化与抗菌性能,并采用免疫荧光染色分析创面血管新生(CD31+/α-SMA+)和胶原沉积情况。

1. 微胶囊的制备与表征
通过调节电压(130-450 μm)和流速可精准控制微胶囊尺寸,FTIR证实CS与戊二醛成功交联(交联度30.5%)。荧光标记显示核心ALG(红色)与壳层CS(绿色)界限分明,SEM显示表面呈致密有序结构。在pH 5.4模拟感染创面酸性环境时,CS壳层降解使RSV释放呈现"酸延迟"特性(6小时释放量较pH 7.4降低40%),有效避免突释。

2. 双重生物活性验证
DPPH实验显示RSV@ALG-CS具有协同抗氧化效果(清除率70±3.8%,优于维生素C)。在500 μM H2O2刺激下,该组NIH 3T3细胞内ROS水平最低(SOD活性提升2.1倍,MDA降低58%)。对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的抑菌实验显示,CS与RSV联用使细菌存活率降至5%以下,Live/Dead染色显示几乎无活菌残留。

3. 动物实验疗效
在1.5 cm直径的感染创面模型中,RSV@ALG-CS组9天愈合率(87.4%)显著优于单纯ALG组(65.9%)。组织学分析显示其胶原沉积量(69.7±3.4%)是对照组的2.7倍,IL-6表达降低62%,且新生毛囊数量达对照组的3.8倍。与商业银敷料(AG+)相比,该微胶囊在促进血管新生(CD31+密度增加1.4倍)和抗氧化(ROS降低45%)方面更具优势。

该研究通过微流控技术实现了抗菌-抗氧化双功能药物的时空精准递送,CS壳层不仅作为物理屏障防止RSV提前泄漏,其降解产物还能与RSV发挥协同作用。这种"外层杀菌-内层抗氧化"的程序化治疗策略,为复杂创面管理提供了新材料设计范式。值得注意的是,微胶囊在长期存储中保持稳定(HPLC检测14天无降解),且代谢产物COS和ManA无细胞毒性,具有临床转化潜力。未来通过优化CS交联度或引入其他功能组分(如生长因子),可进一步拓展其在慢性创面治疗中的应用。

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