利用苏铁种子提取物生物合成氧化锌纳米颗粒：显著促进伤口愈合、抗菌、抗氧化及抗肿瘤活性的创新研究

本综述系统阐述了利用苏铁（Cycas revoluta）种子提取物通过绿色合成法制备氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）的研究。研究表明，该纳米颗粒具有优异的抗菌、抗氧化活性，对三阴性乳腺癌细胞（MDAMB-231）表现出显著细胞毒性（IC50为58.39 μg/mL），并在大鼠切除伤口模型中实现99.29%的伤口收缩率。其多重生物医学应用潜力为纳米材料在组织再生和抗癌治疗中的发展提供了新方向。

　　

引言

纳米技术作为一种创新性跨学科方法，通过调控材料在1至100纳米尺度上的形态与尺寸，赋予其独特的物理化学性质。在各类纳米材料中，氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）因其优越的电子迁移率、光学特性、半导体性能及生物医学应用潜力而备受关注。与传统化学合成法相比，绿色合成法利用植物提取物作为还原剂和稳定剂，不仅过程更环保、成本更低，还显著提高了纳米颗粒的生物相容性和应用安全性。

本研究选用苏铁（Cycas revoluta）的种子提取物进行ZnONPs的生物合成。苏铁作为一种传统药用植物，其提取物中含有三萜类、生物碱、皂苷、类固醇、树脂、二萜及香豆素等多种活性成分，这些成分在纳米颗粒合成中既作为还原剂也起到表面修饰的作用。

方法

植物提取与纳米颗粒合成

苏铁种子经蒸馏水清洗、阴干、粉碎后，采用水热法提取活性成分。将锌醋酸溶液与植物提取物混合，通过调节反应体系的pH值（优化至10）和温度（优化至50°C），促进纳米颗粒的形成与结晶。合成后的ZnONPs通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及能量色散X射线光谱（EDX）进行系统表征。

生物学活性评价

研究团队开展了多方面的生物学效应评估，包括：

• •
  抗氧化活性：通过DPPH自由基清除实验检测；
• •
  抗菌与抗真菌性能：采用琼脂扩散法对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）、革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）及白色念珠菌进行抑菌圈测定；
• •
  细胞毒性分析：以三阴性乳腺癌细胞系MDAMB-231为模型，通过MTT法评估ZnONPs的细胞毒性；
• •
  伤口愈合能力：结合体外细胞划痕实验和大鼠体内切除伤口模型，系统评价其促进组织再生的能力。

结果与讨论

纳米颗粒表征

UV-Vis光谱在364 nm处观察到ZnONPs的特征吸收峰，证实纳米颗粒的成功合成。XRD分析显示其具有典型的纤锌矿晶体结构，SEM和TEM图像显示颗粒呈球形，平均尺寸约为30 nm。FTIR谱图提示，提取物中的多酚、黄酮等生物分子参与了ZnONPs的封装与稳定。

生物学活性

在抗菌实验中，ZnONPs对铜绿假单胞菌和大肠杆菌等表现出较强抑制活性。抗氧化实验显示，在100 μg/mL浓度下，DPPH自由基清除率达到72.36%。尤其值得注意的是，ZnONPs对MDAMB-231细胞系显示出剂量依赖的细胞毒性，IC₅₀值为58.39 μg/mL。形态学观察进一步证实，经ZnONPs处理的癌细胞出现凋亡小体、细胞收缩等典型凋亡特征。

在伤口愈合研究中，ZnONPs处理组在大鼠模型中表现出99.29%的伤口收缩率，并显著提高了羟脯氨酸含量——该成分是胶原蛋白合成的重要标志物。组织病理学分析显示，ZnONPs能促进肉芽组织形成、胶原沉积及上皮再生。

结论与展望

本研究成功利用苏铁种子提取物绿色合成了具有多重生物活性的ZnONPs，系统验证了其在抗菌、抗氧化、抗肿瘤及伤口愈合等方面的优异性能。该合成方法不仅环境友好，还克服了传统化学法制备纳米颗粒时毒性高、生物相容性差的问题。未来，可进一步探索其分子机制，如细胞内信号通路调控、基因表达影响等，以推动其临床转化应用。此外，大规模生产、稳定性优化以及体内长期毒性评价也是下一步研究的重点。