植物辅助合成CuO NPs嵌入交联玉米醇溶蛋白/海藻酸盐复合膜促进大鼠生物模板伤口愈合与组织再生的研究

本研究针对糖尿病伤口愈合难题，创新性地将植物辅助合成的氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)嵌入双重交联的玉米醇溶蛋白(zein)/海藻酸盐(alginate)复合膜中。通过溶液浇铸法和CaCl2双交联技术，开发出具有优异机械性能、抗菌活性和生物相容性的伤口敷料。结果显示，含0.4 wt% CuO NPs的复合膜可使糖尿病大鼠伤口在13天内达到98.7%闭合率，并显著抑制多重耐药病原体。该研究为糖尿病慢性伤口治疗提供了新型组织工程解决方案。

　　

慢性伤口愈合尤其是糖尿病相关伤口，一直是临床面临的重大挑战。高血糖环境会损害血管系统和细胞迁移增殖过程，导致伤口愈合延迟。传统治疗方法往往难以应对复杂的病理环境，特别是伴随的多重耐药菌感染风险。针对这一难题，Sarah A. El-Lakany团队创新性地将天然生物材料与纳米技术相结合，开发出具有多重功能的智能伤口敷料。

研究人员选择海藻酸盐(alginate)和玉米醇溶蛋白(zein)这两种天然生物聚合物作为基质材料。海藻酸盐具有优异的吸液性能和生物相容性，但机械强度不足；zein则具有疏水性和膜粘附特性，但脆性较大。通过CaCl₂双重交联技术，团队成功克服了单一材料的局限性。更关键的是，他们采用石榴皮提取物绿色合成的氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)作为功能添加剂，既避免了化学合成纳米颗粒的毒性问题，又赋予材料抗菌和促愈合双重功能。

研究采用了多项关键技术方法：通过溶液浇铸法制备复合膜，比较了单交联(混合法)和双交联(浸渍法)的效果；利用FT-IR和XRD验证材料结构和CuO NPs的掺入；通过SEM观察材料形貌；测定薄膜的机械性能、溶胀性和降解率；采用纸片扩散法和孔扩散法评估抗菌活性；最后在链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型中验证伤口愈合效果。

材料表征与优化

通过FT-IR证实了alginate与zein之间氢键的形成，XRD显示CuO NPs保持了单斜晶系结构。双交联处理的薄膜在水中能保持24小时完整性，MU%降低58.57%，TS提升1.26倍。SEM显示zein形成了球形颗粒均匀分布在alginate基质中，CuO NPs呈离散晶体分布。

抗菌性能

含0.4% CuO NPs的复合膜(F10)对多重耐药菌表现出广谱抑制作用，特别是对革兰阴性菌Escherichia coli(抑菌圈25.78±5.96 mm)和真菌Saccharomyces cerevisiae(23.79±5.69 mm)。稀释50%的F10制剂在4°C储存30天后仍保持抗菌活性。

体内伤口愈合

糖尿病大鼠模型中，F10治疗组伤口半闭合时间(WC₅₀)仅4.4天，13天愈合率达98.7%。组织学显示完全上皮化，无炎症浸润，皮肤附件再生显著。免疫组化显示胶原纤维达75±4.2%，新生血管23±3.6/HPF，证实了组织重塑阶段的完成。

这项研究成功开发了一种具有临床应用潜力的新型伤口敷料。双交联策略和CuO NPs的加入协同提升了材料的机械性能、屏障功能和抗菌活性。特别是在糖尿病复杂伤口环境中表现出的促愈合效果，为解决这一临床难题提供了新思路。研究还证实了绿色合成纳米颗粒在生物医学应用中的可行性，为可持续纳米技术的发展提供了重要参考。该成果发表在《Drug Delivery and Translational Research》，为组织工程和创伤治疗领域带来了创新性突破。