黄原胶-聚丙烯酸水凝胶敷料在大鼠皮肤缺损模型中的促愈机制研究

为解决皮肤创伤修复中天然疗法效果有限的问题，研究人员开发了一种基于聚丙烯酸(PAA)和黄原胶(XG)的新型水凝胶敷料。通过自由基聚合法合成，经SEM、FTIR和TGA表征，1% XG配方的水凝胶展现出最佳溶胀率、机械强度和控释性能。动物实验证实该敷料显著促进伤口收缩和愈合，生物相容性优异，为结合天然/合成聚合物的伤口护理策略提供了新思路。

　　

皮肤创伤修复一直是临床面临的重大挑战，传统敷料难以平衡湿润环境维持与机械保护的关系。天然多糖黄原胶(Xanthan gum, XG)虽具有优异的保水性和生物粘附性，但单独使用时机械强度不足；而合成聚合物聚丙烯酸(Polyacrylic acid, PAA)虽能提供稳定支架，却缺乏生物活性。如何将两者的优势互补，开发兼具生物活性和结构稳定性的新型敷料，成为当前研究热点。

针对这一科学问题，伊朗吉兰医科大学的研究团队在《Heliyon》发表创新性研究，通过自由基聚合将XG与PAA结合，构建出具有半互穿网络结构(semi-IPN)的水凝胶敷料。研究采用不同XG浓度(0-1.5%)制备系列水凝胶，通过扫描电镜(SEM)观察微观形貌，傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析化学相互作用，热重分析(TGA)评估热稳定性，并测试溶胀/消溶胀动力学。体外实验采用MTT法检测细胞毒性，体内实验通过大鼠皮肤全层缺损模型评估促愈效果，结合H&E和Masson染色分析组织再生情况。

3.1 不同XG浓度水凝胶的制备
通过调整XG含量(0%、0.5%、1%、1.5%)发现，随着XG增加，水凝胶机械强度逐渐降低，但所有配方均保持结构稳定性，其中1% XG组表现出最佳平衡性。

3.2 溶胀与消溶胀行为
关键发现显示1% XG水凝胶在pH7环境下达到最优溶胀率(约2000%)，其半互穿网络结构通过XG羟基与PAA羧基的氢键作用实现可控水分交换，既避免过度溶胀导致组织浸渍，又能维持适宜湿润环境。

3.3 FTIR分析
光谱中3200-3500 cm^-1处的羟基特征峰和1700 cm^-1处羧基峰的位移证实XG与PAA间存在分子间氢键，这种相互作用随XG浓度增加而增强，为材料稳定性提供化学基础。

3.4 SEM分析
1% XG水凝胶呈现三维多孔结构，孔径分布50-200μm，这种相互连通的孔道有利于营养物质传输和细胞迁移，为伤口修复创造有利微环境。

3.5 TGA分析
热重曲线显示1% XG组在400°C时仍保持70%重量残留，显著优于纯PAA组，证明XG的引入提升了材料热稳定性，这对敷料灭菌处理具有重要意义。

3.6 细胞毒性评估
MTT实验表明1% XG水凝胶提取液在48小时内对人真皮成纤维细胞(HDF)无毒性(存活率>95%)，但72小时后存活率下降至80%，提示临床使用时应每48小时更换敷料。

3.7 伤口修复效果
大鼠实验中，1% XG组在第21天实现完全上皮化，伤口收缩率(92%)显著高于对照组(75%)。组织学显示治疗组出现皮肤附属器(汗腺、毛囊)再生，而对照组仅形成薄层上皮。

3.8 组织学分析
Masson染色揭示1% XG组胶原纤维排列更致密有序，成熟度评分比对照组高2.3倍，证实该敷料能促进细胞外基质重塑。

这项研究创新性地证明XG-PAA水凝胶通过多重机制加速伤口愈合：物理上提供湿润环境和机械保护；化学上通过氢键网络实现可控溶胀；生物学上促进上皮再生和胶原沉积。特别值得注意的是，1% XG配方在动物实验中展现出媲美商业敷料的疗效，且完全不含抗生素或生长因子，降低了临床转化门槛。

研究也存在若干局限：未检测IL-6、VEGF等关键生物标志物；缺乏与商品化敷料的直接对比；未进行长期安全性追踪。未来研究可结合负载抗菌剂或生长因子，进一步拓展应用场景。总体而言，该工作为开发经济高效的新型伤口敷料提供了重要理论依据和技术参考，尤其适合在资源有限地区推广应用。