一种负载蜂胶提取物的多功能铁皮石斛多糖水凝胶用于促进口腔黏膜修复

《Phytomedicine》：A multifunctional Dendrobium officinale polysaccharide hydrogel loaded with Propolis extract to promote oral mucosal repair

　　

摘要 口腔溃疡是一种常见的黏膜损伤，其特征为细菌感染、氧化应激和炎症失调，而目前的治疗手段尚不足以全面调控复杂的愈合过程。本文通过将蜂胶提取物掺入由石斛多糖和苯硼酸修饰的透明质酸（HA-PBA）组成的动态多糖网络中，开发了一种多功能生物活性水凝胶（DH@Pro）。该DH@Pro水凝胶具有优异的抗氧化、免疫调节和再生性能，并能促进血管生成。大鼠口腔溃疡模型的体内研究表明，DH@Pro在不同愈合阶段发挥独特作用，从而实现口腔黏膜溃疡的全面修复。此外，其在全层皮伤口模型中的疗效进一步凸显了其更广泛的再生潜力。本研究提出了一种基于天然多糖的水凝胶策略，将感染控制、炎症调控和促进再生相结合，以实现口腔溃疡的全面修复。

引言 口腔溃疡是最常见的口腔黏膜疾病之一，其特征为口腔黏膜上皮破坏并伴有局部炎症反应（D'Amario等，2025；Pan等，2024；Taghizadeh等，2023）。流行病学研究表明，全球超过25%的人口在一生中曾经历口腔溃疡，许多患者反复发作，造成巨大的医疗负担（Rahimi等，2019；Warinner等，2014）。口腔溃疡的持续和反复发作不仅延长了不适感，还严重影响了日常活动。溃疡性病变引起的持续疼痛会损害进食、说话和口腔卫生维护，从而显著降低患者的生活质量，并对身心健康产生不利影响（Thakrar和Chaudhry，2016；Zeng等，2023）。尽管口腔溃疡发病率高且临床负担重，但其管理仍然具有挑战性。目前的治疗方法主要局限于对症治疗，包括局部抗炎剂、镇痛药和生长因子制剂，其主要目的是缓解疼痛、抑制炎症和促进伤口愈合（Alsahaf等，2023）。然而，口腔溃疡的发病机制是多因素的，涉及一系列相互关联的病理事件，包括炎症失调、过度氧化应激和组织再生障碍（Zhang等，2026）。因此，现有疗法往往无法有效应对潜在的疾病机制，也难以达到满意的治疗效果。因此，有效治疗口腔溃疡需要能够同时靶向细菌感染、氧化应激、过度炎症和组织再生障碍的多功能治疗策略，而非仅针对单一病理过程。

口腔溃疡愈合与皮肤伤口修复共享高度相似的生物学过程，一般经历三个相互重叠但协调的阶段：炎症期、增殖期和组织重塑期（Dong等，2025；Qi等，2023；Xiang等，2024）。黏膜损伤后，炎症期由循环单核细胞迅速募集至伤口部位启动，这些细胞分化为促炎性M1巨噬细胞以消灭入侵病原体并清除受损组织（Butenko等，2024；Gurtner等，2008）。然而，口腔环境的特点是持续潮湿和复杂的微生物群落，这使得溃疡性病变极易受到持续细菌刺激的威胁（Xu等，2026）。这种持续挑战会促进M1巨噬细胞过度极化，并诱导促炎性细胞因子的释放，包括TNF-α、IL-1β和IL-6，从而放大局部炎症反应（Wakamori等，2022）。同时，活化的M1巨噬细胞通过NADPH氧化酶系统产生过量的活性氧（ROS），导致氧化应激介导的细胞损伤（Mills等，2017）。细菌感染、持续炎症和氧化应激的协同作用共同延长了炎症期，阻碍了向后续愈合阶段的过渡。随着伤口进入增殖期，炎症逐渐消退，血管生成成为组织再生的关键事件（desJardins-Park等，2019）。新形成的血管供应肉芽组织形成和再上皮化所需的氧气、营养物质和生物活性因子。然而，ROS的过度积累会损害内皮细胞的增殖和迁移，破坏血管生成信号，最终阻碍新生血管的形成（Ge等，2021）。因此，血管化不足会加剧局部缺氧，限制营养供应，损害组织再生。这些病理改变不仅延迟伤口闭合，还损害后续组织重塑和功能恢复。因此，有效治疗口腔溃疡需要同步控制细菌感染和过度炎症、减轻氧化应激并促进血管生成，以促进组织再生，加速伤口愈合。

蜂胶是一种由蜜蜂通过采集各种植物分泌物并与蜂蜡和唾液分泌物混合而产生的天然树脂状物质（Alghutaimel等，2024）。它富含多种生物活性化合物，特别是酚酸类和黄酮类物质，包括咖啡酸、阿魏酸和咖啡酸苯乙酯（CAPE）（Bhargava等，2021；Zullkiflee等，2022）。蜂胶已被广泛用于各种伤口的治疗和修复，在多种伤口类型中（包括烧伤和糖尿病足溃疡）显示出治疗效果（da Rosa等，2022）。近年来，多种蜂胶基产品，如Beecraft?蜂胶口腔凝胶、COMVITATM蜂胶口腔喷雾剂和TRINOLONE?口腔喷雾剂，已被应用于口腔溃疡的治疗。越来越多的证据表明，蜂胶提取物（Pro）具有多种药理活性，包括抗菌、抗炎、抗氧化和促血管生成作用。先前的研究表明，Pro对DPPH和ABTS自由基均具有强效的自由基清除活性（AlDreini等，2023；Freitas等，2022；?ren等，2024；Vieira等，2023）。此外，Pro对各种病原微生物（包括粪肠球菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌）表现出广谱抗菌活性（de Souza Ferreira等，2014；Przyby?ek和Karpiński，2019；Zhang等，2022）。此外，Pro已被证明能有效抑制脂多糖（LPS）刺激巨噬细胞模型中的炎症反应（Bueno-Silva等，2022；Dekebo等，2024；Zulhendri等，2022）。这些发现表明，Pro可以同时靶向口腔溃疡进展中的多种病理过程。

然而，独特的口腔环境给Pro的临床应用带来了重大挑战。持续的唾液流动以及由咀嚼和吞咽引起的频繁机械刺激，可以快速将治疗药物从溃疡表面清除，从而限制其滞留时间、局部生物利用度和整体疗效（Wang等，2025；Wang等，2023）。

近年来，基于天然水凝胶的生物材料研究为开发在伤口部位具有持久滞留和持续疗效的局部蜂胶递送系统提供了新的机遇。目前常用的水凝胶基质主要基于壳聚糖和明胶等天然聚合物。尽管这些材料表现出良好的生物相容性，但其内在生物活性相对有限，难以同时满足口腔溃疡治疗的多方面需求，包括炎症控制、氧化应激缓解和组织再生。近年来，源自中药的多糖类物质因其出色的生物相容性、可降解性和固有的药理活性而受到越来越多的关注（Dou等，2023；Ni等，2026；Zheng等，2025；Zivari-Ghader等，2024）。其中，石斛多糖（DOP）作为石斛的主要生物活性成分，具有显著的抗炎、抗氧化、免疫调节和组织修复特性（Ren等，2025；Tu等，2025；Yang等，2026）。

通过整合Pro和石斛多糖的生物活性，我们开发了一种用于口腔溃疡治疗的多功能水凝胶（DH@Pro）。DH@Pro通过将Pro掺入由DOP和苯硼酸修饰的透明质酸（HA-PBA）形成的动态水凝胶网络中而制备。如图1所示，HA-PBA和DOP通过动态苯硼酸酯键交联，形成具有优异可注射性、自修复能力和组织黏附性的生物活性水凝胶网络。具体而言，DOP多糖链上丰富的顺式二醇基团与HA-PBA的苯硼酸基团相互作用，形成动态硼酸酯交联。同时，GA的羧基与HA-PBA的HA骨架和DOP多糖链上的羟基发生缩合反应，形成酯键。这些相互作用共同建立了DH@Pro的交联水凝胶网络。通过将Pro的持续局部递送与DOP的固有生物活性相结合，所得DH@Pro水凝胶旨在同时调控口腔溃疡愈合过程中的细菌感染、过度炎症、氧化应激和组织再生障碍。此外，黏附性水凝胶基质可在溃疡部位形成稳定的保护屏障，从而延长药物滞留时间，增强疗效。总之，这一生物活性水凝胶平台为口腔溃疡治疗中的微环境调控和组织修复提供了有前景的策略。

## DH@Pro水凝胶的制备与表征

图1A展示了DH@Pro水凝胶的制备过程。DOP的顺式二醇基团与PBA/HA的苯硼酸片段动态相互作用，形成可逆的苯硼酸酯键，而甘草酸（GA）则通过与DOP和PBA/HA的羟基发生酯化反应进一步参与网络形成。通过动态硼酸酯连接和共价酯键的协同作用，形成了双交联水凝胶网络。

## 结论

总之，我们开发了一种负载蜂胶提取物的多功能石斛多糖基水凝胶（DH@Pro）用于口腔溃疡治疗。DH@Pro表现出优异的抗菌、抗氧化、免疫调节和再生能力。大鼠口腔溃疡模型的体内研究进一步验证了DH@Pro的多功能治疗潜力，其在不同愈合阶段发挥独特作用，从而实现口腔黏膜溃疡的全面修复。此外，其额外的疗效……

## 材料

蜂胶购自五峰源蜂业有限公司（安徽，中国）。DOP（Mw = 300–400 kDa）购自安徽本草堂生物科技有限公司（安徽，中国）。N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐（简称EDC，纯度≥98%）和N-羟基琥珀酰亚胺（简称NHS，纯度≥98%）购自上海阿拉丁试剂有限公司。3-氨基苯硼酸（PBA）、透明质酸（HA）和甘草酸……

## 作者贡献声明

Yuexiao Wang：正式分析，调查研究，方法论，数据整理，撰写、审阅与编辑，可视化。Ruiyang Zhuang，Shuhan Li：正式分析，调查研究，资源提供与审阅。Baoqing Jia，Jiemin Dong：正式分析，调查研究。Haonan Zhao：正式分析，调查研究，方法论。Xuyang Xia：正式分析，方法论。Guichun Wang：正式分析，方法论，监督，写作—审阅与编辑。Chengjun Peng，Xiaoyu Sun：概念构思。

## CRediT作者贡献声明

Yuexiao Wang：写作—审阅与编辑，写作—初稿，可视化，方法论，调查研究，正式分析，数据整理。Ruiyang Zhuang：写作—审阅与编辑，资源提供，调查研究，正式分析。Shuhan Li：写作—审阅与编辑，资源提供，调查研究，正式分析。Baoqing Jia：调查研究，正式分析。Jiemin Dong：调查研究，正式分析。Haonan Zhao：方法论，调查研究，正式分析。Xuyang Xia：方法论，正式分析。

## 利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

## 致谢

本研究得到国家自然科学基金（编号：82374051，82405032）的资助。

Yuxiao Wang | Ruiyang Zhuang | Shuhan Li | Baoqing Jia | Jiemin Dong | Haonan Zhao | Xuyang Xia | Guichun Wang | Chengjun Peng | Xiaoyu Sun | Shuangying Gui