创新性藻蓝蛋白-益生菌复合水凝胶促进皮肤再生与伤口愈合的临床前研究

本研究针对皮肤修复领域的关键需求，开发了一种结合藻蓝蛋白(C-PC)和益生菌Pediococcus pentosaceus的新型水凝胶敷料。研究人员通过构建乳清蛋白纳米纤维(WPINF)载体提高C-PC稳定性，制备的HEC基水凝胶(F1)具有中性pH(6.97-7.10)、理想延展性(5.60-7.50 cm)和缓释特性(符合Higuchi模型)。动物实验显示该制剂能显著降低氧化应激标志物MDA(降幅54.76-98.58%)，提升GSH和TAC水平，并通过组织学证实其促进上皮再生、减轻炎症和形成良好肉芽组织的能力。该研究为开发兼具抗氧化、抗菌和免疫调节功能的新型生物治疗剂提供了重要依据。

　　

皮肤创伤修复一直是全球医疗健康领域的重大挑战。传统敷料难以兼顾创面保护与活性物质递送，而慢性伤口伴随的氧化应激和微生物感染更使治疗雪上加霜。面对这一困境，埃及国家研究中心（National Research Centre）的Asmaa Negm El-Dein团队独辟蹊径，从天然生物活性物质中寻找解决方案——他们将目光投向了螺旋藻中的蓝色宝石"藻蓝蛋白"(C-PC)和具有抗菌潜力的益生菌Pediococcus pentosaceus，最终开发出具有多重治疗功能的智能水凝胶敷料，相关成果发表在《Probiotics and Antimicrobial Proteins》。

藻蓝蛋白作为螺旋藻的主要光合色素，早已被证实具有抗氧化、抗炎等"十八般武艺"。但这位"蓝色战士"有个致命弱点——对光、热和pH变化极其敏感，就像个容易褪色的艺术品。而益生菌虽然能调节皮肤微环境，但单独使用时难以在伤口持久驻扎。如何让这两种天然成分扬长避短？研究人员祭出三大技术法宝：首先采用乳清蛋白纳米纤维(WPINF)封装技术，将C-PC包裹在直径26.59-153.5 nm的"分子胶囊"中， encapsulation efficiency（封装效率）高达95.98%；其次通过冷冻-超声联用技术从Spirulina platensis中提取高纯度(0.704) C-PC；最后运用三重交联工艺将活性成分负载于羟乙基纤维素(HEC)水凝胶基质，形成具有理想流变特性(粘度122.82-209.35 Pa)的半固态敷料。

材料表征与制剂优化
通过动态光散射(DLS)证实WPINF-CPC复合物具有理想的纳米尺寸(153.50±5.06 nm)和负zeta电位(-26.10 mV)，FT-IR光谱显示C-PC特征峰(1640 cm^-1)在封装后保留完整。三种水凝胶配方中，HEC基制剂(F1)展现出最优的药物释放性能，24小时累计释放量显著高于CMC(F2)和Carbopol(F3)配方。

体内治疗效果
在Wistar大鼠全层皮肤缺损模型中，C-PC-益生菌水凝胶组展现出"三管齐下"的治疗优势：氧化应激标志物MDA水平降低98.58%，几乎恢复至正常水平；抗氧化指标GSH和TAC分别提升38.22%和53.09%；组织学评分显示其上皮再生速度超越标准药物Mebo组(4分vs 3分)。

机制探讨
扫描电镜(SEM)揭示水凝胶的三维多孔结构(图3)为细胞迁移提供支架，而益生菌的加入产生"锦上添花"效应——通过分泌抗菌肽抑制病原菌，同时上调III型胶原表达，使治疗组肉芽组织胶原排列更接近正常皮肤。

这项研究的意义不仅在于开发出首个C-PC-益生菌协同递送系统，更开创性地证实了：1）乳清蛋白纳米纤维可有效解决C-PC稳定性难题；2）益生菌代谢产物能与植物活性成分产生"1+1>2"的协同效应；3）水凝胶的物理特性(如37.56 s凝胶强度)直接影响创面滞留时间。这些发现为开发新一代"智能敷料"提供了理论框架，特别适合糖尿病足等慢性创面的长期管理。正如作者在讨论部分强调的，这种生物相容性制剂避免了抗生素耐药性风险，其天然成分组成也更易获得监管批准，具有显著的临床转化优势。