基于深共熔溶剂技术的壳聚糖-黑种草提取物复合干凝胶膜的创面修复应用研究

本研究针对伤口感染控制难题，创新性地采用深共熔溶剂(DES)提取黑种草(Nigella sativa)活性成分，构建了壳聚糖(CS)/没食子酸接枝明胶(GGA)/黑种草提取物(Ns)复合干凝胶膜。通过FTIR、SEM等技术证实该材料具有多孔结构、pH响应性溶胀(280-637%)和机械适应性(拉伸强度12.13 MPa)，对金黄色葡萄球菌(S. aureus)等病原体抑制直径达19±2 mm，DPPH自由基清除率90.6%，细胞存活率>95%，为兼具抗菌/抗氧化功能的智能伤口敷料开发提供了新策略。

　　

在慢性伤口治疗领域，微生物感染和氧化应激是阻碍组织修复的两大难题。传统敷料往往难以兼顾抗菌、抗氧化和机械性能的平衡，而天然提取物如黑种草(Nigella sativa)虽富含抗菌成分胸腺醌(TQ)，却面临提取效率低、生物利用度不足的瓶颈。针对这一现状，设拉子医科大学传统医学与医学史研究中心的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究，通过深共熔溶剂(DES)辅助提取技术，将黑种草活性成分整合到壳聚糖基干凝胶中，开发出具有多重功能的智能伤口敷料。

研究采用DES(氯化铵/乳酸，摩尔比1:2)超声提取黑种草活性成分，与壳聚糖(CS)/没食子酸接枝明胶(GGA)复合形成干凝胶膜。通过FTIR证实了组分间氢键相互作用，SEM显示Ns提取物使材料孔隙率显著增加(图2B)。机械测试表明含Ns的薄膜伸长率提升至1.54%，更适合创面贴合。在pH 7.0时溶胀度达637%，能有效吸收渗出液。抗菌实验显示对S. aureus、C. albicans等抑菌圈直径17-20 mm，DPPH清除实验证实其抗氧化活性呈浓度依赖性(32μg/mL时90.6%)。MTT实验证明材料支持3T3成纤维细胞增殖(p>0.05 vs对照)。

物理化学性质分析
FTIR光谱在3300 cm^-1出现N-H/O-H特征峰(图1)，1530 cm^-1处酰胺键振动证实CS/GGA/Ns成功交联。DSC显示Ns提取物使吸热峰从170°C移至165°C，表明分子间相互作用增强。

形态与机械性能
SEM显示空白膜(CS/GGA)结构致密(图2A)，而Ns的加入形成多孔结构(图2B)，有利于药物释放。机械测试表明Ns使拉伸强度从17.75 MPa降至12.13 MPa，但柔韧性提升，更适合动态伤口。

生物学特性
水接触角73.20°±1.12(图4B)表明适度亲水性，pH 5.08±0.09与皮肤生理环境兼容。MTT显示细胞存活率>95%(图6)，且Ns提取物本身在33%浓度下无细胞毒性。

抗菌与抗氧化活性
对S. aureus抑菌圈达19±2 mm(表2)，显著优于空白膜(6±1 mm)。DPPH实验显示32μg/mL浓度下清除率90.6%(图8)，归因于Ns中TQ和GA的酚羟基协同作用。

该研究首次将DES提取技术与干凝胶载体结合，解决了天然提取物稳定性差、释放不可控的难题。相比商业敷料如DuoDERM^?，该材料兼具抗菌/抗氧化双功能，且制备过程避免有毒溶剂。未来研究可进一步优化DES组分比例，探索体内伤口愈合效果。这项工作为开发基于天然产物的多功能伤口管理系统提供了新思路，特别适用于糖尿病溃疡等慢性创面。