基于马齿苋提取物的双功能水凝胶敷料：抗炎/抗菌协同促进伤口愈合

【编辑推荐】针对传统水凝胶敷料机械性能与生物活性难以兼顾的难题，青岛科技大学团队创新性地将马齿苋（Portulaca oleracea L.）提取物与AA-AM-NVP@Zn-Si复合水凝胶结合，开发出兼具优异组织粘附性、抗菌活性和抗炎功能的新型敷料。动物实验证实该材料能显著加速皮肤切口愈合，为天然药物与功能材料协同应用提供了范式。

　　

伤口愈合是一个复杂的生理过程，涉及炎症调控、组织再生和微生物平衡等多重机制。传统敷料往往难以同时满足创面保护、感染控制和微环境调节的需求。尽管水凝胶因其三维网络结构和保湿特性成为理想载体，但单纯依靠化学交联的材料常面临机械强度不足、生物活性欠缺等瓶颈。马齿苋作为一种药食同源植物，其富含的黄酮类（flavonoids）和生物碱（alkaloids）已被证实具有广谱抗菌和抗炎作用，但如何将其活性成分高效整合至功能化敷料体系仍待探索。

青岛科技大学的研究团队通过将马齿苋提取物与N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）共聚物网络结合，利用KH570硅烷偶联剂构建了金属配位-氢键双交联体系。该研究采用紫外光引发自由基聚合，形成具有AA-AM-NVP@Zn-Si结构的复合水凝胶。关键技术包括：1）通过Zn²⁺配位和氢键协同增强机械性能；2）利用植物提取物中活性成分实现抗菌/抗炎双功能；3）基于小鼠皮肤切口模型评估促愈合效果。

合成水凝胶的结构与粘附性能
通过红外光谱和热重分析证实了Zn²⁺与羧基的配位作用，以及硅烷基团形成的疏水微区。拉伸测试显示材料断裂伸长率达1200%，对猪皮组织的粘附强度为8.5 kPa，优于多数商业敷料。这种性能源于NVP作为氢键受体与聚合物网络的动态相互作用。

抗菌与抗炎效应
提取物中的HM-chromanone可抑制LPS诱导的炎症因子表达，对大肠杆菌（Escherichia coli）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus）的抑菌圈直径分别达12.3 mm和14.1 mm。体外细胞实验证实其能降低IL-6和TNF-α水平至空白组1.5倍以下。

体内促愈合效果
小鼠模型显示，治疗组第7天伤口收缩率达92%，显著高于对照组（67%）。组织学分析表明，水凝胶可促进胶原沉积和血管新生，且未引起局部免疫反应。

该研究首次将马齿苋活性成分整合至氢键交联水凝胶体系，突破了单一物理交联材料力学性能差的限制。其创新性体现在：1）通过硅烷疏水作用强化网络稳定性；2）实现天然产物与合成材料的性能互补；3）为慢性创面治疗提供了多靶点干预策略。论文发表于《Polymer》的这项工作，不仅拓展了传统药用植物的高值化应用路径，也为开发兼具机械鲁棒性和生物活性的智能敷料提供了新思路。