综述:真菌生物聚合物基纳米颗粒在伤口愈合中的应用:机制、应用与未来展望

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Food Hydrocolloids for Health 4.6

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  这篇综述系统阐述了真菌源生物聚合物(如几丁质、壳聚糖、β-葡聚糖等)在伤口愈合中的多重机制,包括控释给药(controlled drug delivery)、免疫调节(IL-1β/TNF-α抑制)及促血管生成(VEGF激活),并强调其生物相容性(ISO 10993-5标准)和抗菌特性(对S. aureus/E. coli抑制)。通过纳米技术(如AgNPs/ZnO NPs)与真菌多糖的协同作用,为慢性伤口管理提供了可持续解决方案。

  

摘要

真菌源生物聚合物因其独特的生物降解性、低毒性和类细胞外基质(ECM)特性,成为替代合成材料的理想选择。几丁质(chitin)、壳聚糖(chitosan)、β-葡聚糖(β-glucan)等通过促进成纤维细胞增殖、胶原沉积和金属蛋白酶(MMPs)活化,加速伤口愈合的四个阶段:止血、炎症、增殖和重塑。例如,灵芝(Ganoderma tsugae)提取的Sacchachitin可缩短大鼠伤口愈合时间10天,而源自毛霉(Mucor rouxii)的壳聚糖显著增强对金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抑制。

1. 引言

真菌生物聚合物在食品、医药等领域的应用日益广泛,其纳米颗粒(NPs)因均质性和无过敏原特性备受关注。例如,酵母β-(1→3)-D-葡聚糖通过下调炎症因子(TNF-α/IL-6)和激活生长因子(PDGF/FGF)加速伤口修复。与昆虫源壳聚糖相比,真菌源壳聚糖(如Aspergillus niger提取物)的标准化提取工艺更适合临床转化。

2. 伤口愈合机制

2.1 控释给药与细胞粘附

真菌纳米颗粒可负载抗生素或生长因子,实现局部缓释。例如,羧甲基壳聚糖-单宁酸银纳米复合水凝胶(carboxymethyl chitosan-TA/AgNPs)的粘附强度达29.6 kPa,凝血时间仅60秒,适用于急性创伤。

2.2 抗炎与免疫调节

灵芝β-葡聚糖通过抑制脂多糖(LPS)诱导的NO过量产生,减少炎症反应。内生真菌Penicillium spinulosum合成的银纳米颗粒(AgNPs)使SD大鼠伤口TNF-α水平降低50%(P<0.05)。

2.3 促愈与组织再生

灵芝Sacchachitin膜使豚鼠伤口面积缩小2倍(vs. Beschitin?对照组),而Pullulan-水凝胶(10%)处理的大鼠皮肤抗张强度提升3倍(3.63 MPa vs. 1.17 MPa)。

2.4 瘢痕抑制

马铃薯疫霉(Phytophthora infestans)合成的AgNPs药膏使大鼠伤口表皮厚度接近正常,毛囊再生率提高80%,优于传统磺胺嘧啶银制剂。

3. 生物聚合物特性贡献

3.1 抗菌活性

壳聚糖通过破坏微生物膜结构(SEM证实)和DNA结合发挥作用。例如,Trichoderma harzianum壳聚糖NPs对沙门氏菌(Salmonella enterica)的最小抑菌浓度(MIC)低至0.05 μg/mL。

3.2 生物相容性

非动物源羧甲基壳聚糖-ZnO NPs在成纤维细胞中存活率达83%(ISO 10993-5标准),而内生真菌Cassia fistula提取的AgNPs通过抑制COX-1/2基因表达减少炎症。

4. 未来展望

超声辅助提取和酶预处理可提升多糖纯度和得率(文献95-99)。结构修饰(如乙酰化)能增强溶解性和抗氧化能力,而刺激响应型纳米颗粒(如pH敏感型)可实现精准给药。未来需解决真菌NPs的长期稳定性(如6个月货架期验证)和规模化生产问题。

结论

真菌生物聚合物纳米颗粒通过多靶点作用(抗菌/促愈/抗炎)和绿色合成路径,为慢性伤口管理提供了突破性解决方案,但其临床转化仍需克服标准化生产和监管审批挑战。

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