姜黄素负载羧甲基纤维素-明胶凝胶在口腔组织修复中的应用:增强软组织再生与抗炎抗菌性能的初步评估

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Journal of Oral Biology and Craniofacial Research CS4.9

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  本研究针对口腔伤口愈合困难及易感染等问题,开发了一种基于羧甲基纤维素(CMC)、明胶(GEL)和姜黄素(CUR)的多功能口腔伤口护理凝胶(OWCG)。通过理化表征和生物学评价发现,该凝胶具有86%溶胀率、83% CUR释放率、82.4%蛋白变性抑制率和显著抗菌活性,同时展现90%细胞存活率和伤口闭合率,表明其在促进口腔软组织再生、控制炎症和预防感染方面具有重要应用价值。

  

口腔是人体与外界环境接触最频繁的通道之一,日常咀嚼、说话甚至呼吸都可能对口腔黏膜造成微小损伤。然而,对于因手术、创伤或糖尿病等系统性疾病导致的口腔伤口,其愈合过程却往往面临诸多挑战:口腔内湿润环境容易滋生细菌,机械刺激频繁干扰修复进程,而慢性炎症状态更会显著延缓组织再生。在医疗资源分布不均的地区,这些问题不仅给患者带来持续不适,还可能进展为严重感染,加重医疗负担。

为此,研究人员致力于开发一种既能贴合口腔复杂环境,又能促进伤口快速愈合的生物材料。在《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》上发表的一项最新研究中,印度Saveetha大学的Senthil Rethinam团队成功研制出一种新型口腔伤口护理凝胶(OWCG)。该凝胶以羧甲基纤维素(CMC)和明胶(GEL)为基质,并加载天然抗炎成分姜黄素(CUR),旨在通过多重机制加速口腔软组织修复。

研究团队通过醚化法合成CMC,采用热水提取法制备鱼源明胶,并通过乙醇提取工艺获得姜黄素。将CMC、GEL与CUR在去离子水中溶解后,以5%柠檬酸作为交联剂制备复合凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析化学结构,热重分析(TGA)评估热稳定性,高分辨率扫描电镜(HRSEM)观察微观形貌,并系统测试了凝胶的溶胀行为、药物释放特性、抗菌活性、细胞相容性及伤口愈合能力。

在理化表征方面,FTIR光谱证实了CMC、GEL和CUR的成功复合,显示出羧甲基、酰胺及酚羟基等特征吸收峰。TGA显示OWCG具有较好的热稳定性,在600°C时残留质量较高。HRSEM图像揭示OWCG具有多孔互通结构,孔径在30-100 μm之间,这种结构有利于氧气交换和细胞迁移。

溶胀实验表明,在中性pH条件下,CUR负载的OWCG溶胀率最高达到86%,显著高于未载药组(p < 0.05),说明CUR的加入增强了凝胶的亲水性和液体吸收能力。在药物释放研究中,碱性环境(pH 9.0)下24小时内CUR释放率达到83%,显著高于中性条件(p = 0.032),这一特性对于感染性伤口(通常偏碱性)的治疗尤为有利。

抗菌实验结果显示,OWCG对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和普通金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别达到38±2.4 mm和36±1.0 mm,对肺炎克雷伯菌和鲍曼不动杆菌也有显著抑制作用,表明其具有广谱抗菌活性。

在生物学评价方面,MTT法检测显示,OWCG处理48小时后3T3-L1成纤维细胞存活率超过90%,显著高于各单一组分组(65-70%)。活细胞荧光染色进一步证实了其良好的生物相容性。蛋白质变性抑制实验表明,OWCG对牛血清白蛋白热变性的抑制率达到82.4%,与抗炎药双氯芬酸钠(89.1%)效果相当,证实其具有显著抗炎潜力。

最令人印象深刻的是伤口愈合实验的结果。划痕实验显示,OWCG处理组在24小时即达到70%伤口闭合,48小时闭合率高达90%,显著快于各单一组分处理组。这表明CMC、GEL和CUR三者之间存在协同效应,能有效促进角质形成细胞迁移和上皮再生。

在讨论中,研究者指出OWCG的多孔结构有利于氧气交换和渗出物吸收,而其pH响应性的溶胀和释药行为特别适合动态变化的口腔环境。CUR的加入不仅增强了抗菌抗炎效果,还通过干扰凝胶内部氢键提高了溶胀能力。该凝胶在模拟口腔感染碱性环境时显示更快的药物释放,这对其临床应用具有重要意义。

该研究的局限性包括尚未进行大规模临床验证,以及CUR释放可能受口腔pH波动影响。但无论如何,这种新型口腔伤口护理凝胶展现出良好的转化前景。它不仅制备工艺简便、成本较低,而且兼具生物相容性、抗菌性、抗炎性和促愈合能力,有望成为口腔颌面外科、牙周治疗乃至日常口腔护理领域的创新解决方案。

综上所述,这项研究通过巧妙的材料设计和系统的性能评估,开发出一种多功能口腔伤口护理凝胶。该凝胶不仅克服了传统口腔敷料的局限性,更为非抗生素类伤口治疗材料的开发提供了新思路。随着进一步的研究和临床转化,这种凝胶或将为数百万受口腔伤口困扰的患者带来福音。

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