丝素蛋白气凝胶微球负载腺苷的协同促愈机制：调控缓释递送系统增强慢性伤口再生

语 针对慢性伤口愈合中腺苷（ADO）半衰期短（<10 s）和剂量依赖毒性难题，葡萄牙研究团队创新性开发超临界CO2干燥法制备丝素蛋白（SF）气凝胶微球载药系统。通过调控SF浓度（3??%/5??%/7??% w/v）与SF:ADO比例（10:1/5:1/2:1），获得高孔隙率（91–94??%）、大比表面积（191–306??m2/g）的微球。5??% SF-5:1配比展现最优生物学性能，显著提升人真皮成纤维细胞（HDF）和角质形成细胞（HaCaT）增殖率（>100%），同时平衡人真皮微血管内皮细胞（HDMEC）响应。该研究为慢性伤口精准药物递送提供新策略，发表于《International Journal of Pharmaceutics》。

　　

论文解读

背景：慢性伤口治疗的药物递送困境
慢性伤口因持续炎症、蛋白酶过度表达及生长因子降解，导致全球约1–2%人口面临截肢风险。腺苷（ADO）作为关键调节分子，通过激活A_2A/A_2B受体可抑制炎症、促进血管生成和胶原合成，但其体内半衰期不足10秒，且高浓度对角质形成细胞（HaCaT）和内皮细胞（HDMEC）具有毒性。现有载体如壳聚糖纳米粒载药率仅3%，难以实现精准剂量控制。丝素蛋白（SF）因其卓越生物相容性、稳定药物活性及促组织再生能力，成为理想载体候选。

葡萄牙波尔图大学研究团队通过超临界CO₂干燥技术，首次构建SF气凝胶微球负载ADO（ADO-SF），系统评价其理化特性及对三类伤口修复关键细胞（HDF、HaCaT、HDMEC）的生物学效应，相关成果发表于《International Journal of Pharmaceutics》。

关键方法：气凝胶微球的可控化制备与评价体系

1. 材料制备：以家蚕（Bombyx mori）茧丝提取SF，与ADO混合后经乙醇置换、超临界CO₂干燥（120??bar, 40??°C, 3.5??h）形成气凝胶微球。
2. 表征技术：扫描电镜（SEM）观测形貌，氮吸附法（BET）分析孔隙结构，傅里叶红外光谱（FTIR-ATR）检测蛋白构象，差示扫描量热（DSC）评估热稳定性。
3. 药物动力学：高效液相色谱（HPLC）量化ADO负载率与释放曲线。
4. 细胞评价：以MTT/Resazurin检测细胞活性，BrdU法分析增殖，荧光显微镜观察细胞形态（HDF、HaCaT、HDMEC）。

研究结果：结构与功能的精准调控
3.1 形态学与化学特性

• 多级孔结构：微球呈现91–94%高孔隙率与191–306??m²/g比表面积，大孔占比>83%保障营养渗透（表2-3）。
• 构象稳定性：FTIR证实SF保持β-折叠构象（酰胺I带1630??cm^?1），DSC显示仅高载量（7%SF-2:1）微球保留ADO熔融峰（237??°C），表明低载量下ADO分子级分散（图3）。
• 粒径调控：5% SF-5:1组粒径最均一（Dv50=17.2??μm，Span=1.5），骨架密度1.31??g/cm³最优（表1）。

3.2 ADO递送效能与局限

• 载药瓶颈：离心步骤致67% ADO损失，最高载药率仅9.28%（7%SF-2:1）（表4）。
• 双相释放：所有组均出现60%突释（15??min），7%SF-2:1组缓释最显著（6??h释放<70%），归因于大孔扩散与SF-ADO疏水作用（图4）。

3.3 细胞响应：剂量依赖的平衡艺术

• ADO毒性阈值：游离ADO>0.45??mg/mL时HaCaT/HDMEC活性显著下降（p<0.05），而HDF耐受2??mg/mL（图5）。
• 微球协同效应：
  • HDF/HaCaT促增殖：5%SF-5:1组促HDF增殖115%（Day 7），HaCaT细胞形态伸展（图7-8）。
  • HDMEC敏感调控：5%SF-2:1组抑制HDMEC增殖（p<0.05），而5%SF-5:1组维持活性，证实低剂量ADO激活A_2B受体促血管生成（图6-7）。

结论与意义：迈向临床转化的关键一步
本研究首次揭示SF气凝胶微球通过可控孔结构实现ADO双相释放：突释阶段快速启动抗炎，缓释相维持促再生信号。5??% SF-5:1配比在理化性能（孔隙率91%、比表面积191??m²/g）与生物学响应（三系细胞活性平衡）上表现最优，尤其解决内皮细胞剂量敏感难题。尽管离心工艺导致载药率偏低，超临界干燥技术仍展现出制备高稳定性载体的优势。

临床转化展望：该载体有望整合于伤口敷料，通过局部缓释突破ADO全身给药局限。未来需优化溶剂置换工艺提升载药率，并通过体内糖尿病溃疡模型验证促血管生成与胶原沉积效能。研究为慢性伤口精准医疗提供新材料范式，推动再生医学从"被动修复"向"主动调控"进阶。