黄原胶-聚丙烯酸水凝胶敷料在大鼠切割伤模型中显著促进伤口愈合

本研究针对皮肤伤口治疗中天然疗法效果有限的问题，开发了一种新型聚丙烯酸(PAA)与黄原胶(XG)复合水凝胶敷料。通过自由基聚合法合成材料，经SEM、FTIR和TGA表征显示，含1% XG的配方具有最佳溶胀性能和机械强度。大鼠切割伤模型证实该敷料能显著提升伤口收缩率(21天完全愈合)，组织学显示更厚的上皮层和有序胶原沉积。这种半互穿网络结构水凝胶为结合天然/合成聚合物优势的伤口护理提供了新思路。

　　

皮肤伤口治疗一直是临床面临的重大挑战，传统敷料在维持湿润环境、控制渗出液和促进组织再生方面存在明显局限。尤其对于慢性伤口和烧伤患者，现有治疗手段往往难以平衡生物相容性与功能性需求。在此背景下，兼具天然生物聚合物生物活性与合成材料机械性能的新型水凝胶成为研究热点。

为解决这一难题，伊朗吉兰医科大学烧伤与再生医学研究中心的研究团队创新性地将微生物多糖黄原胶(Xanthan gum, XG)与合成聚合物聚丙烯酸(Polyacrylic acid, PAA)结合，通过自由基聚合技术开发出具有半互穿网络结构(semi-IPN)的复合水凝胶敷料。这项发表在《Heliyon》的研究证实，该材料不仅能优化伤口微环境，还显著加速了大鼠切割伤模型的愈合进程，为下一代智能伤口敷料开发提供了重要参考。

研究采用自由基聚合法，以过硫酸钾(KPS)为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂构建水凝胶网络。通过系统比较0-1.5% XG浓度梯度，筛选出1% XG为最佳配比。利用SEM观察三维多孔结构，FTIR分析分子相互作用，TGA评估热稳定性。体外采用MTT法检测人真皮成纤维细胞相容性，体内选用30只Wistar大鼠建立1.5cm直径全层皮肤缺损模型，通过伤口收缩率测量和组织学(H&E与Masson染色)评估疗效。

3.1 不同XG浓度水凝胶的制备
研究团队制备了XG浓度梯度(0-1.5%)的水凝胶，发现随着XG含量增加，材料机械强度呈梯度下降，但所有配方均保持基本稳定性。

3.2 溶胀与消溶胀行为

3.3 FTIR分析
红外光谱在3200-3500cm^-1出现羟基特征峰，1700cm^-1显示PAA羧基振动，证实XG与PAA通过氢键形成分子级相互作用。

3.4 SEM观察

3.5 TGA分析
1% XG配方在200-400°C表现出最优热稳定性，DSC曲线显示其降解温度较纯PAA提高约20°C。

3.6 细胞相容性
MTT实验表明1% XG组在48小时内保持>90%细胞活性，但72小时出现轻微毒性，提示临床使用需控制敷料更换频率。

3.7 伤口修复效果

3.8 组织学分析

这项研究成功验证了XG-PAA水凝胶作为伤口敷料的综合优势：其半互穿网络结构既能保持XG的生物活性(促进角质形成细胞迁移和血管生成)，又具备PAA的机械稳定性(弹性模量达kPa级)。特别值得注意的是，1% XG配方在溶胀率(>1500%)与组织粘附力之间取得最佳平衡，这为解决传统水凝胶易脱落或过度粘连的临床难题提供了新方案。

尽管存在未检测细胞因子、缺乏商业敷料对照等局限，但该研究首次系统阐明了XG与PAA的协同作用机制。未来通过整合抗菌成分(如ZnO纳米粒子)或生长因子，可进一步拓展其临床应用场景。这项成果为开发基于天然-合成杂化材料的新型医用敷料奠定了重要基础，尤其对资源有限地区的伤口护理具有显著实用价值。