"海绵状蛋白基水凝胶负载氟康唑抗念珠菌:一种治疗外阴阴道念珠菌病的新型生物医用材料"

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对外阴阴道念珠菌病(VVC)治疗中传统制剂生物相容性差、作用时间短等问题,开发了一种负载氟康唑(Flu)的角蛋白(Kr)/明胶(Gel)复合海绵状水凝胶(Kr/Gel@Flu)。通过冷冻凝胶法制备的材料具有76%孔隙率和1438 g/m2/day的水蒸气透过率,体外实验显示其能持续释放药物(21.61%/6h),对白色念珠菌等病原体表现出80-95%的抑菌和抗生物膜活性,同时支持成纤维细胞生长。该研究为阴道局部给药提供了兼具机械性能和生物活性的新型载体。

  

外阴阴道念珠菌病(VVC)困扰着70-75%的育龄女性,传统氟康唑(Flu)制剂存在全身副作用大、局部滞留时间短等缺陷。更棘手的是,念珠菌生物膜形成和日益严重的唑类耐药问题,使得75%的患者会遭遇复发感染。面对这一临床困境,设拉子医科大学传统医学与医学史研究中心的Mohammad Hashem Hashempur团队创新性地将目光投向了生物材料领域——他们开发的角蛋白(Keratin, Kr)/明胶(Gelatin, Gel)复合海绵状水凝胶,犹如给抗真菌药物装上了"智能导航",让药物在病灶部位精准释放的同时,还能模拟阴道黏膜的天然环境。

这项发表在《Scientific Reports》的研究采用了冷冻凝胶法构建三维多孔支架,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证材料化学结构,扫描电镜(SEM)观察微观形貌,并系统测试了力学性能、药物释放曲线及抗真菌活性。特别值得注意的是,团队还采用XTT法量化了材料对临床常见念珠菌生物膜的抑制作用,并通过MTT实验证实其对人类宫颈癌细胞(HeLa)和正常皮肤成纤维细胞(CRL-1658)的安全性。

FTIR分析
红外光谱在3200 cm-1处显示Kr的酰胺A带与Gel的N-H键重叠峰,1600 cm-1处的特征峰证实了Flu中三唑环(C-N)和C-F键的存在,表明各组分成功复合。

SEM与EDX研究


未载药样品呈现规整纤维层状结构,而Kr/Gel@Flu因Flu的加入形成更致密网络。EDX检测到氟元素信号,证实药物成功负载。

机械性能
氟康唑的引入使材料杨氏模量从3.60±0.2 MPa提升至5.90±0.3 MPa,压缩强度增加136%,这种增强效应源于药物分子与蛋白链的相互作用。

屏障特性
载药水凝胶保持76%孔隙率的同时,水分含量(3.70±0.83%)和水蒸气透过率(1438 g/m2/天)均处于理想范围,模拟实验显示其能在210分钟内吸收90%伤口渗出液。

药物释放
21.61%的Flu在6小时内快速释放后进入缓释阶段,98.42%的包封效率确保药物高效利用。这种双相释放模式既能快速起效又可维持长效抑菌浓度。

生物活性


针对白色念珠菌(C. albicans)等6种病原体,载药水凝胶表现出剂量依赖性抑菌效应,其机制除Flu抑制真菌CYP51酶外,Kr的膜破坏作用也增强了杀菌效果。更突出的是,该材料对成熟生物膜的清除率达95%,远超传统制剂。

这项研究成功构建了兼具力学强度与生物功能的海绵状给药系统。其创新性体现在三方面:一是利用天然蛋白的仿生特性,通过冷冻凝胶法形成与阴道组织相容的三维网络;二是实现抗真菌、抗生物膜双功能协同;三是突破传统阴道制剂滞留时间短的瓶颈。尽管目前尚缺体内实验数据,但这种可生物降解的局部给药系统,为克服唑类耐药和减少全身副作用提供了新思路,在女性健康领域展现出广阔转化前景。

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