ZnO掺杂细菌纤维素多功能生物活性平台的构建及其负载姜黄素与蜂胶的创面愈合潜力研究

本研究针对慢性创面治疗中抗菌与抗氧化协同疗法的需求，开发了一种基于细菌纤维素(BC)的多功能生物活性平台。研究人员通过分离鉴定葡萄腐败菌株Limosilactobacillus fermentum 6BC生产BC，采用声化学共沉淀法原位合成ZnO纳米颗粒修饰BC(BCZO)，并整合羟丙基乙基纤维素(HPEC)构建负载姜黄素(Cc)和蜂胶(Pp)的纳米复合支架。该平台展现出广谱抗菌性(对金黄色葡萄球菌等5种病原体抑制率达82-100%)、浓度依赖性抗氧化活性(DPPH清除IC50 35.65-97.15 μg/mL)及优异细胞相容性(人皮肤成纤维细胞存活率>99%)，其中Cc/Pp50@BCZO/HPEC组在体外创面模型中实现82.91%愈合率，为功能性伤口敷料开发提供新策略。

　　

慢性创面治疗面临多重挑战：持续感染、过度炎症反应和氧化应激共同构成愈合障碍。传统敷料难以同时满足抗菌、抗氧化和促再生需求，而细菌纤维素(BC)因其独特的三维纳米纤维网络和高持水性成为理想载体，但缺乏固有生物活性。Ghada E. Dawwam等人在《Microbial Cell Factories》发表的研究，通过创新整合微生物合成、纳米技术和天然活性成分，构建了具有多重治疗功能的智能伤口敷料平台。

研究采用16S rRNA测序鉴定葡萄腐败源乳酸菌Limosilactobacillus fermentum 6BC作为BC生产菌株，通过声化学共沉淀法在BC纤维上原位生长ZnO纳米颗粒(BCZO)，再与羟丙基乙基纤维素(HPEC)复合形成载药基质。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征材料结构，通过DPPH/ABTS法评估抗氧化活性，并用人皮肤成纤维细胞(HFB-4)进行细胞相容性和划痕愈合实验。

BC生产与表征

从腐败葡萄分离的菌株OM978241.1产出具有典型纤维素II型结晶结构的BC，经碱处理后结晶度达42.93%。TEM显示其由26.67±6.88 nm的树枝状纳米纤维构成，比表面积大且孔隙率高，为药物负载提供理想框架。

BCZO纳米复合材料构建

声化学法合成的ZnO纳米颗粒(1.21-13.50 nm)均匀分布在BC纤维上，XRD证实其具有六方纤锌矿结构。SEM显示冻干后形成相互连通的多孔网络，EDS检测到18.44 wt%的Zn元素分布，证实纳米颗粒成功负载。

生物活性评估

抗菌测试显示Cc/Pp100@BCZO/HPEC对单增李斯特菌等5种病原体的抑制直径达16-21 mm。抗氧化实验中Cc负载组表现突出，DPPH清除IC₅₀为35.65±0.21 μg/mL，接近抗坏血酸水平。细胞实验证实所有配方在250 μg/mL浓度下保持>99%细胞活性，IC₅₀均高于160 μg/mL。

创面愈合应用

划痕实验表明Cc/Pp50@BCZO/HPEC处理48小时后创面闭合率达82.91%，显著高于对照组(72.19%)。这种协同效应源于：Zn²⁺通过产生活性氧(ROS)破坏病原体膜结构；蜂胶中萜烯类化合物(如artepillin C)抑制细菌ATP酶；姜黄素通过调控NF-κB通路减轻炎症反应。

该研究创新点在于：首次采用水果腐败菌株合成BC，开发声化学共沉淀法原位制备BCZO复合材料，并实现Cc与Pp的协同负载。所构建的平台兼具结构特性(孔隙率>80%、抗拉应力880 kPa)和生物功能，突破了传统敷料单一功能的局限。未来可通过动物模型验证其促进血管生成和胶原沉积的能力，并探索pH响应性释药机制，为慢性创面治疗提供转化潜力巨大的解决方案。