紫甘薯源硒纳米颗粒通过调控细胞焦亡加速伤口愈合的绿色合成与应用

针对耐药菌感染伤口愈合难题，研究人员开发了紫甘薯提取物绿色合成的硒纳米颗粒(PSp-SeNPs)。该材料通过抑制NLRP3介导的细胞焦亡通路，显著降低IL-1β/IL-18等炎性因子，同时促进TGF-β/VEGFA表达，实现80-100nm粒径的纳米颗粒对MRSA的强效抗菌( MIC 512μg/mL)和促血管生成双重功效，为慢性伤口治疗提供新型安全纳米疗法。

　　

伤口感染是全球性的医疗挑战，特别是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等耐药菌引发的慢性伤口，常伴随过度炎症反应和延迟愈合。传统抗生素疗效有限，而化学合成的纳米材料又面临生物相容性差、靶向性不足等问题。紫甘薯(Purple sweet potato, PSp)作为富含多酚的天然还原剂，其与硒纳米颗粒(SeNPs)的协同效应尚未在伤口愈合领域得到系统研究。这项发表在《Materials Today Bio》的研究，首次揭示了PSp-SeNPs通过精准调控细胞焦亡(pyroptosis)通路实现抗感染与促愈合双重功能的分子机制。

研究团队采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)等技术，优化出80-100nm的稳定PSp-SeNPs。通过小鼠感染伤口模型、细菌生物膜检测和ATP代谢分析等多维度实验，结合Western blot、免疫荧光等分子生物学手段，系统评估了其治疗效果。

PSp-SeNPs的合成与表征

通过绿色合成法获得单分散球形纳米颗粒，XRD图谱显示其具有标准六方硒晶体结构(PDF65-1876)，XPS证实表面存在有机组分包被。在生理溶液中保持12小时稳定性，为后续应用奠定基础。

显著抗菌效果

对MRSA的MIC值(512μg/mL)显著低于化学合成SeNPs，通过破坏细菌ATP合成(下降>60%)和生物膜形成(抑制率75%)实现广谱抗菌。晶体紫染色和生长曲线证实其持续抑制效果。

加速伤口愈合

小鼠模型中，PSp-SeNPs治疗组10天内实现完全伤口闭合，细菌载量降低4倍。Masson染色显示胶原纤维排列致密，H&E切片显示炎症浸润减少，证实其促进组织重塑的能力。

调控焦亡通路机制

Western blot揭示PSp-SeNPs可同时抑制NLRP3炎症小体激活(下调40%)和下游效应分子：降低p-NF-κB/p-IκBα磷酸化水平，减少caspase-1切割和GSDMD孔道形成，使IL-1β/IL-18分泌量下降3-5倍。

促进血管再生

免疫荧光显示CD31⁺血管密度增加2倍，ELISA检测VEGFA表达提升80%，qPCR证实TGF-β信号通路激活，形成促再生微环境。

卓越的生物相容性

溶血率<5%，主要器官无病理损伤，肝功能指标(AST/ALT)和肾功能指标(BUN/CRE)均处于正常范围，CCK-8实验显示人脐静脉内皮细胞(HUVECs)存活率>90%。

这项研究开创性地将天然植物提取物与纳米技术相结合，解决了传统SeNPs毒性大、稳定性差的核心问题。PSp-SeNPs通过三重作用机制——直接抗菌、抑制NLRP3介导的细胞焦亡、促进血管再生，为慢性伤口治疗提供了"抗炎-抗菌-促修复"一体化解决方案。特别值得注意的是，该材料对MRSA感染伤口的显著疗效，为临床耐药菌感染管理提供了新思路。未来可进一步探索其在糖尿病足溃疡等复杂伤口中的应用潜力，其绿色合成工艺也为纳米药物的规模化生产提供了环保范本。