壳聚糖/波斯胶水凝胶负载橡实与蓍草提取物：一种增强伤口愈合的多功能敷料

这篇研究开发了一种新型壳聚糖(Chitosan)/波斯胶(Persian gum)复合水凝胶，负载橡实(Jaft)和蓍草(Yarrow)提取物，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)证实其具有半晶结构和多孔形态。体外实验显示pH响应性药物释放特性（pH 8.5时释放率达78%），对大肠杆菌(E. coli)的抗菌活性（MIC 2.36 mg/L）显著优于金黄色葡萄球菌(S. aureus)。动物实验证明该水凝胶能促进伤口闭合、增加表皮厚度和成纤维细胞增殖，是具有临床转化潜力的智能伤口敷料。

　　

1. 引言

皮肤作为人体最大器官，其损伤修复涉及凝血、炎症、增殖和重塑四个动态阶段。理想的伤口敷料需具备保湿、透氧、抗感染和促进组织再生等特性。壳聚糖因其与透明质酸相似的结构和促愈合特性成为研究热点，而源自野生杏仁树的波斯胶则因其生物相容性和促细胞增殖能力崭露头角。本研究创新性地将富含单宁的橡实内果皮(Jaft)与含黄酮的蓍草提取物整合至壳聚糖/波斯胶水凝胶中，旨在通过天然成分的协同作用实现多重治疗功效。

2. 材料与方法

采用2%醋酸溶解壳聚糖，与2%波斯胶溶液共混后添加5 mL植物提取物，经0.5%戊二醛交联形成三维网络。通过冻干法制备标准化提取物，紫外光谱在380 nm波长下建立定量标准。抗菌实验采用琼脂扩散法和微量肉汤稀释法测定MIC/MBC，动物实验选用30只雌性NMAR小鼠建立全层皮肤缺损模型，分为空白对照、单纯水凝胶和载药水凝胶三组。

3. 结果

3.1 水凝胶表征

FTIR谱图显示1650 cm^-1处酰胺I带和1550 cm^-1处酰胺II带特征峰，XRD在2θ=23.54°出现典型壳聚糖结晶峰。SEM图像揭示10-375 μm的多级孔结构，提取物均匀分布在纤维网络中。

3.2 抗菌性能

载药水凝胶对E. coli的抑菌圈直径达18.3±0.5 mm，MIC值仅为2.36 mg/L，显著低于S. aureus的12.75 mg/L。这种革兰氏阴性菌选择性可能与提取物中单宁酸破坏外膜脂多糖有关。

3.3 药物释放动力学

在模拟慢性伤口碱性环境(pH 8.5)下，48小时累计释放率达82%，符合一级动力学模型。酸性环境(pH 5.5)因质子化氨基的静电作用使释放速率降低40%。

3.4 伤口愈合评估

第14天时，载药组伤口收缩率较空白组提高2.3倍，H&E染色显示完整表皮再生和皮肤附属器形成。成纤维细胞计数达158±12个/视野，表皮厚度增加至45.6±3.2 μm，且细菌菌落数降低3个数量级。

4. 讨论

该水凝胶的创新性体现在：①波斯胶的阴离子特性中和壳聚糖正电荷，减少细菌耐药风险；②橡实单宁通过Wnt/β-catenin通路促进血管生成；③pH响应性释放实现感染微环境的智能调控。相比临床常用的银敷料，其细胞毒性降低60%，但抗氧化能力未在本研究量化。

5. 结论

这种天然复合水凝胶通过结构特性与生物活性的协同作用，为慢性伤口管理提供了兼具抗感染和促再生功能的解决方案。未来研究需重点考察冻干工艺对活性成分的影响及大规模生产的质量控制。