《Frontiers in Pharmacology》：Cotinus coggygria Scop. extract-loaded polycaprolactone/hyaluronic acid nanofibers as candidate wound dressings: in vitro characterization, cytocompatibility and antibacterial evaluation
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专业术语翻译（摘要部分）
黄栌（Cotinus coggygria Scop.，漆树科Anacardiaceae）具有抗菌、抗氧化、抗癌及促进创面愈合等特性。透明质酸（hyaluronic acid，HA）作为细胞外基质（extracellular matri
专业术语翻译（摘要部分）
黄栌（Cotinus coggygria Scop.，漆树科Anacardiaceae）具有抗菌、抗氧化、抗癌及促进创面愈合等特性。透明质酸（hyaluronic acid，HA）作为细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的关键组分，可支持组织再生。本研究采用静电纺丝技术制备了负载黄栌提取物及透明质酸的聚己内酯（polycaprolactone，PCL）纳米纤维，用作创面敷料。研究人员根据材料组成优化了聚合物溶液及静电纺丝参数。通过接触角测量、质构分析、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy，SEM）及体外细胞培养实验对纳米纤维进行了表征。纤维直径范围为300–700 nm，接触角降至65.3°，表明透明质酸及黄栌提取物的引入改善了亲水性。提取物与透明质酸的添加使抗拉强度最高达到2.40 MPa。暴露24 h后，F5配方在全部测试浓度范围（0.062–1 mg/mL）内使L929成纤维细胞存活率维持在80%以上。在48 h时，于1 mg/mL浓度下，F5在含提取物纤维中表现出最低的细胞凋亡指数（6% ± 1%）及坏死指数（10% ± 1%），表明在所测条件下对L929成纤维细胞具有良好的细胞相容性。抗菌测试显示，该纤维对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抑菌圈直径为21 ± 0 mm，对大肠杆菌（Escherichia coli）为6 ± 1 mm。总体而言，负载黄栌提取物及透明质酸的PCL纳米纤维凭借其良好的力学性能、高生物相容性及显著的抗菌活性，在创面愈合应用中展现出良好的应用潜力。
论文解读文章
一、研究背景与问题
创面愈合是临床医学中一项复杂而重要的治疗需求。传统的半固体制剂如乳膏和糊剂虽使用方便，但新型递药系统具备诸多优势。创面敷料在创面愈合治疗中发挥关键作用，可防止创面表面接触污染因素并保护治疗过程免受外界因素干扰。纳米纤维因其直径通常在100–1000 nm范围内、具有高比表面积与体积比以及负载生物活性化合物的能力，非常适合用作创面敷料，可有效加速愈合过程。静电纺丝技术作为一种高度灵活的制造方法，可制备多种纤维形态，包括核壳结构、多孔结构、取向或随机排列的纳米纤维等，并可在纺丝过程中负载抗生素、抗癌药物及生物大分子等多种活性成分。
然而，静电纺丝技术也存在一定局限性，包括使用可能具有细胞毒性的有机溶剂，且所得纳米纤维支架通常力学强度有限，纤维取向的均匀性控制亦具挑战。聚己内酯（PCL）是一种可生物降解且生物相容性良好的合成聚合物，相较于壳聚糖、明胶和胶原等天然生物聚合物，PCL具有更高的力学强度、更慢的降解速率及更优异的静电纺丝加工性能。但其疏水特性和缺乏固有生物活性限制了细胞黏附与增殖。透明质酸（HA）作为人体天然存在的细胞外基质组分，可通过结合并保留水分、促进创面愈合及介导细胞信号传导来支持组织再生，但其单独使用时存在快速降解和力学强度不足的问题。
黄栌（Cotinus coggygria Scop.）是漆树科植物，在土耳其为单种属植物，广泛分布于南欧及安纳托利亚地区。传统医学中其叶片被用于抗菌、收敛、止血和解热等用途，民间及俄罗斯均有将其作为创面治疗药物的记载。药理学研究已证实黄栌具有显著的抗氧化、抗癌、抗原毒性、抗菌、抗病毒、保肝、抗炎、抗溃疡及促进创面愈合等活性，这些活性主要归因于其黄酮类、花青素类、鞣质类及其他酚类化合物等次生代谢产物。此前研究已从该植物花梗提取物中分离出紫云英苷、金丝桃苷、异槲皮苷及没食子酸甲酯等活性成分。
尽管黄栌已被反复证实在体内可促进创面愈合，但以往报道中提取物均以游离溶液、软膏或凝胶形式应用，尚未被纳入纤维基质，其活性是否能在静电纺丝过程中得以保留、能否从固体敷料中释放均属未知。此外，目前报道的载提取物静电纺丝PCL敷料多与第二种结构聚合物或纳米颗粒载体结合，尚未在同一纤维内将亲水性细胞外基质组分与标准化富含多酚的植物提取物相结合。因此，本研究旨在回答两个具体问题：其一，标准化的黄栌叶提取物能否在保留纤维形态、力学完整性和抗菌活性的前提下电纺入PCL基质；其二，透明质酸的添加能否弥补PCL的疏水性并缓解提取物的浓度依赖性细胞毒性。
二、研究内容与结论
研究人员制备了六种不同配方的静电纺丝纳米纤维，包括纯PCL（F1）、PCL/HA（F2）、PCL/1%提取物（F3）、PCL/3%提取物（F4）、PCL/HA/1%提取物（F5）及PCL/HA/3%提取物（F6）。研究结果表明，所有配方均可连续电纺且无针头堵塞或射流中断。纤维直径范围为300–700 nm，HA和提取物的加入使纤维直径增加并消除了珠状结构。接触角测量显示，提取物的加入显著降低了接触角、提高了亲水性，F6配方甚至可在3秒内完全吸收水滴。力学测试表明，F5配方具有最高的抗拉强度（2.40 ± 0.15 MPa）和断裂伸长率（178% ± 18%）。细胞实验显示，F5配方在24 h内于全部测试浓度下维持L929成纤维细胞存活率高于80%，在48 h时表现出最低的凋亡和坏死指数。抗菌测试显示，F5对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为21 ± 0 mm，对大肠杆菌为6 ± 1 mm。研究证实，1%提取物浓度具有良好的细胞耐受性而3%浓度具有细胞毒性，这种剂量依赖性正是选择F5而非F6作为首选配方的根本原因。该研究首次将标准化多酚丰富的植物提取物与亲水性细胞外基质组分HA共同纳入同一PCL纤维体系，验证了提取物活性在电纺过程中的保留性，为植物提取物负载型纳米纤维创面敷料的开发提供了新思路。
三、主要关键技术方法
研究人员采用单针头静电纺丝装置（Inovenso NE300，土耳其伊斯坦布尔）配合滚筒收集器进行纤维制备。无HA配方使用丙酮-DMF（5:5，v/v）溶剂体系，含HA配方使用丙酮-DMF-水（5:4:1，v/v/v）体系以促进HA的水化溶胀。优化后的工艺参数为电压23 kV、流速0.8–1.0 mL/h、针头至收集器距离10–12 cm，含提取物溶液需更低流速和更长工作距离。表征手段包括扫描电子显微镜（SEM）结合ImageJ软件分析纤维形态与直径、Attension Theta Lite光学接触角测量仪进行润湿性评估、TA.XTplus质构分析仪进行拉伸测试、差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）及共聚焦拉曼光谱进行化学结构分析。细胞实验采用L929小鼠成纤维细胞（购自口蹄疫研究所，由克勒卡莱大学科技研究应用中心保存），包括MTT细胞活力测定（依据ISO 10993-5方案）、Hoechst 33342/碘化丙啶双染凋亡坏死检测及划痕实验，抗菌评价采用纸片扩散法（琼脂扩散法），以红霉素为参照抗生素。
四、研究结果
（一）SEM与纤维形态
SEM图像显示，纯PCL纤维（F1）沿纤维分布大量珠状结构，随着HA和提取物的加入，珠状结构逐渐消失。纤维直径范围为300–700 nm，其中F1直径最小（390 ± 33 nm），F4直径最大（635 ± 68 nm）。统计分析表明，HA的加入显著增加了空白配方和1%提取物组的纤维直径（p < 0.05），单独添加提取物未产生统计学显著变化，但HA与提取物共同存在时纤维直径较F1显著增大。
（二）接触角研究
PCL为高度疏水聚合物，F1配方接触角最高（122° ± 3°）。随着HA和黄栌提取物的加入，接触角降低、亲水性增加。提取物浓度从1%增至3%使接触角从51.5° ± 8.5°（F3）降至19.6° ± 5.5°（F4），而0.5% HA的加入仅产生边缘性变化（F1 122° ± 3° vs. F2 118° ± 1°），未达统计学显著水平。F6配方（0.5% HA + 3%提取物）快速润湿并在3秒内完全吸收水滴。统计分析表明，提取物的加入及其浓度显著影响接触角（p < 0.05），而HA的加入未产生统计学显著改变。
（三）力学性能
F1配方的抗拉强度和断裂伸长率低于类似研究中的结果，这可能归因于珠状纤维结构。将提取物加入PCL基质（F3）显著提高了抗拉强度和断裂伸长率。在含PCL、HA和提取物的三元配方中，提高提取物浓度导致力学性能逐步下降。F6配方因纤维面密度局部变化导致力学响应高度不均（两项参数RSD均>55%），其均值仅作参考。F5配方兼具最高抗拉强度（2.40 ± 0.15 MPa）和最高断裂伸长率（178% ± 18%）且变异性低，被确定为首选配方。统计分析显示，提取物的加入显著影响抗拉强度（p < 0.05），HA单独加入无显著影响；而HA对含提取物配方的断裂伸长率影响显著。
（四）DSC、FT-IR与共聚焦拉曼光谱分析
DSC分析显示PCL在60 °C处有特征吸热峰，HA在240 °C处有特征放热峰，F5配方中因PCL浓度最高仅检测到PCL峰。FT-IR光谱中，PCL的特征峰（2949 cm?1、1732 cm?1、1296 cm?1、1172 cm?1）在PCL和F5中均可观察到，HA特征峰位于1628 cm?1、1386 cm?1和1047 cm?1，黄栌提取物特征峰位于3200 cm?1、2900 cm?1和1200 cm?1，但因F5中PCL占比过高，HA和提取物的峰未能检出。共聚焦拉曼光谱检测到PCL特征峰（2916.5 cm?1、1727.5 cm?1、1443 cm?1）和HA特征峰（1121 cm?1、2911 cm?1、3418 cm?1），同样因PCL浓度占优而出现峰重叠。
（五）细胞活力测定（MTT）
MTT实验结果显示纳米纤维的毒性效应呈浓度依赖性。F1、F4和F6配方在高浓度（0.5和1 mg/mL）下表现出显著细胞毒性，而F3和F5配方在所有测试剂量下均保持无毒。纯PCL纳米纤维（F1）在1 mg/mL时细胞活力为44.9% ± 2.1%，表现出可测的细胞毒性，HA的加入可缓解这些不良效应。提取物对L929活力的影响呈双相模式：1%浓度（F3）在1 mg/mL时活力高于纯PCL纤维（71.8% ± 2.5% vs. 44.9% ± 2.1%），而3%浓度（F4）活力更低（33.1% ± 1.1%）。F5配方在1 mg/mL时维持80.4% ± 3.8%的细胞活力，在0.062 mg/mL时达109% ± 1%。多酚丰富提取物在低浓度下具有细胞保护作用、高浓度下具有细胞毒性，这一剂量依赖性正是选择F5而非F6作为首选配方的根本原因。
（六）凋亡/坏死双染实验
双染实验的细胞死亡谱与细胞毒性趋势高度一致。F4配方诱导最高的凋亡率（21% ± 1%）和坏死率（39% ± 3%）。所有配方样品中坏死率均高于凋亡率，表明细胞死亡并非程序性而是由施加的配方引起。低至中等浓度提取物（F3、F5）相对纯PCL配方（F1）降低了凋亡和坏死指数，反映提取物的细胞保护作用，该效应归因于多酚和黄酮类成分对活性氧的清除。在1 mg/mL浓度下，F5表现出最低的凋亡率（6% ± 1%）和坏死率（10% ± 1%）。HA的加入在F4与F6的比较中显著降低了凋亡率，但在F3与F5之间未产生显著差异。
（七）划痕实验
体外创面愈合实验显示，F2配方组划痕闭合率最高（24 h时71% ± 3%），F4配方闭合率最低（24% ± 3%）。对照组24 h仅观察到10%闭合，而除F4外所有配方处理组闭合率均超过40%。HA加入纯PCL纳米纤维（F2）及F3、F4配方均提高了创面闭合百分比，而提取物浓度增加降低了闭合率。所有测试配方在两个时间点均显著优于对照组促进创面闭合，24 h时治疗效果更为明显。
（八）抗菌实验（纸片扩散法）
纸片扩散法结果显示，在1 mg/mL浓度下各配方对金黄色葡萄球菌的抑制效果接近标准抗生素红霉素，而对大肠杆菌的活性较弱。F1、F2和F5配方对金黄色葡萄球菌表现出显著抗菌活性。F1虽不含HA和植物提取物却具有可测效果，可能归因于生产过程中残留的加工溶剂。将HA加入含提取物配方（F3 vs. F5；F4 vs. F6）显著增大了对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径，但因含HA与不含HA纤维使用不同溶剂体系，该差异不能单独归因于HA。对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径以F5为21 ± 0 mm，对大肠杆菌为6 ± 1 mm。所有配方对大肠杆菌的抑菌圈均显著小于红霉素。
五、讨论与结论
讨论部分指出，本研究首次将标准化多酚丰富的黄栌叶提取物与亲水性细胞外基质组分HA共同纳入同一PCL静电纺丝纤维体系。F5配方（10% PCL/0.5% HA/1%提取物）在力学性能、细胞相容性和抗菌活性之间实现了最佳平衡。研究证实了提取物活性在静电纺丝过程中的保留性，1%提取物浓度具有良好的细胞耐受性，而3%浓度具有细胞毒性，这一剂量依赖性成为选择F5而非F6作为首选配方的根本原因。HA的加入虽未在接触角上产生统计学显著改变，但显著改善了含提取物配方的断裂伸长率，并在高提取物浓度下降低了凋亡率。研究结论为：负载黄栌提取物和透明质酸的PCL纳米纤维凭借其良好的力学性能、高生物相容性及显著的抗菌活性，在创面愈合应用中展现出良好的应用潜力。本研究属于体外制剂表征研究，未超出所测终点做出任何额外声明。
