持续释放Cu2+的凡士林基铜掺杂生物活性玻璃促再生软膏（PBGCu）用于代谢综合征相关受损创面愈合

《Materials Today Bio》：A Pro-Regenerative Petroleum Jelly-Based, Copper-Doped Bioactive Glass Ointment for Impaired Wound Healing in Metabolic Syndrome

　　

开发了一种基于凡士林（Petroleum Jelly）的铜掺杂生物活性玻璃软膏（PBGCu；Petroleum Jelly-based copper-doped bioactive glass ointment），其能够持续释放Cu²⁺离子。PBGCu显著加速创面闭合，并改善上皮与真皮组织再生。PBGCu增强全层创面中的毛囊再生与组织重塑。在小鼠和猪模型中验证了治疗效能，支持其转化相关性。为代谢综合征（MetS）相关创面并发症提供了一种简单、低成本且临床可适配的局部制剂。

Mirae Kim等作者在《Materials Today Bio》发表的研究围绕代谢综合征（MetS；包括中心性肥胖、血脂异常、高血压和胰岛素抵抗等的症候群）相关受损创面愈合展开。MetS常伴随慢性低度炎症和微循环障碍，进而影响止血、炎症、增殖和重塑等创面愈合关键阶段，导致创面闭合延迟、感染风险升高和组织再生不良。生物活性玻璃（BGs）可释放硅、钙、磷等治疗性离子，促进细胞增殖、新生血管形成和新组织基质形成；铜（Cu）离子还可促进血管生成、提供抗菌活性并调控创面闭合相关信号通路。基于此，研究人员开发了以凡士林（P Jelly；常用保护性基质）为基质的铜掺杂生物活性玻璃（BGCu）软膏（PBGCu），利用P Jelly维持湿润创面环境，并通过BGCu持续释放Cu²⁺离子，以应对MetS创面中的持续炎症、血供不足和感染易感性。研究在体外评价细胞相容性、抗菌、迁移和成管能力，并在小鼠和猪MetS全层皮肤切除创面模型中验证疗效；结果显示PBGCu，尤其含3 wt%铜的PBGCu3，可加速创面闭合、改善上皮和真皮再生、促进毛囊再生与组织重塑，并增强血管化，具有简单、低成本、临床可适配的局部治疗转化意义。

关键技术方法如下：采用酸催化溶胶-凝胶法合成不同铜含量的BGCu，并以扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和激光衍射进行表征；以人真皮成纤维细胞（HDF）和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）评估细胞相容性，以电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定Cu²⁺释放，采用金黄色葡萄球菌（S. aureus）进行抗菌评价，并通过划痕实验和成管实验评价迁移与血管生成；体内采用db/db小鼠（购自Jackson Laboratory）夹板全层切除创面模型和Ossabaw MetS猪（购自Corvus Biomedical LLC）全层创面模型，结合苏木精-伊红（H&E）与Masson三色染色（MTS）进行组织学分析。

3.1 BGCu与凡士林可配制为持续释放Cu²⁺离子的体系：通过溶胶-凝胶合成、SEM/EDX/XRD/FTIR、粒径分析和ICP-MS，研究人员证实BGCu成功掺铜且PBGCu可持续释放Cu²⁺，含3 wt%铜者释放较高。3.2 PBGCu具有细胞相容性和抗菌性能：通过HDF/HUVEC活死染色和活性检测及S. aureus抗菌实验，PBGCu无明显细胞毒性；含铜组对S. aureus杀菌率超过99%，PBGCu0亦超过80%。3.3 PBGCu促进HDF迁移和HUVEC成管：通过HDF划痕实验和HUVEC成管实验，PBGCu促进细胞迁移和管网形成，PBGCu3较对照显著增加节点、连接和网孔。3.4 PBGCu加速糖尿病MetS小鼠创面闭合：通过db/db小鼠夹板全层切除创面模型，PBGCu3较盐水/P Jelly显著加速闭合，第18天完全闭合而盐水组仍有约30%未闭合。3.5 PBGCu促进上皮和真皮组织形成及毛囊再生：通过第27天H&E和MTS组织学，PBGCu3增加上皮和真皮厚度，促进毛囊再生并减少瘢痕长度。3.6 PBGCu加速MetS猪创面闭合：通过Ossabaw MetS猪全层创面模型（3只猪，每只8个创面），PBGCu3在个体内比较中显示最快闭合，创面面积/体积缩小优于对照。3.7 PBGCu促进猪全层创面上皮、肉芽组织和血管化：通过猪创面H&E/MTS组织学，PBGCu3增加上皮厚度、真皮/肉芽组织和血管密度，提示上皮再生、真皮形成和血管化增强。

讨论部分指出，PBGCu兼具细胞相容性和抗菌性；PBGCu0的抗菌可能与其释放钙离子有关；与铜负载敷料或纳米颗粒系统常见的快速/突释不同，PBGCu在约12天内持续释放Cu²⁺，有利于持续抗菌和血管生成；P Jelly作为封闭性基质可维持湿润环境、减少经皮水分丢失并支持细胞迁移。作者也指出，后续需用CD31、α-SMA及F4/80、CD86、CD206等标志物深入分析血管生成和巨噬细胞极化机制，并评估重复局部铜暴露的长期药代动力学、组织分布、系统清除和安全性，以及感染创面中的疗效和与临床局部制剂的比较。研究结论部分可译为：本研究证明PBGCu制剂，尤其是含3 wt%铜者，在糖尿病和MetS中增强创面愈合与组织再生具有显著治疗潜力。体外和体内结果均支持PBGCu促进上皮再生、真皮组织形成和血管化，并具有强抗菌性能。PBGCu软膏中Cu²⁺的缓慢释放提供持续治疗获益，使其特别适合慢性创面护理，尤其是MetS等愈合受损情况。PBGCu减少瘢痕形成和促进组织重塑的能力进一步增强其临床应用潜力。总体而言，这些结果凸显PBGCu作为有效创面愈合剂的潜力，未来研究将聚焦阐明其作用分子机制并评估其在感染创面中的安全性和治疗效能。