《Materials Today Communications》：Bio-inspired Phase-Transitioned BSA Amyloid-like Membranes for Mechanically Adaptive and Anti-inflammatory Oral Wound Healing
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### 专业术语翻译摘要
仿生相转变的牛血清白蛋白（BSA）可形成富含β-折叠（β-sheet）的淀粉样蛋白样口腔膜。相转变牛血清白蛋白/氯己定（PTB/CHX）膜表现出类牙龈力学性能与唾液环境下的湿态留存能力。BSA网络可实现氯己定持续释放超过48小时。PT
### 专业术语翻译摘要
仿生相转变的牛血清白蛋白（BSA）可形成富含β-折叠（β-sheet）的淀粉样蛋白样口腔膜。相转变牛血清白蛋白/氯己定（PTB/CHX）膜表现出类牙龈力学性能与唾液环境下的湿态留存能力。BSA网络可实现氯己定持续释放超过48小时。PTB/CHX可抑制口腔病原菌并降低白细胞介素-6（IL-6）与白细胞介素-8（IL-8）的表达。PTB/CHX可加速大鼠颊黏膜缺损在第7天的修复。
### 论文主体内容解读文章
**研究背景与现存问题**
口腔黏膜缺损是牙周手术、外伤、拔牙、种植体植入及炎性溃疡后的常见临床问题。尽管口腔软组织具备较强的自我修复能力，但口腔创面持续暴露于唾液润湿、微生物定植、酶降解以及咀嚼、言语、吞咽和舌运动造成的循环机械形变等复杂环境中，使其修复过程与静态的皮肤缺损有着本质区别。理想的临床口腔敷料需要同时克服湿态粘附、抗循环剪切、与软组织匹配的力学支撑、抑菌和调控局部炎症微环境等多项挑战。然而，目前临床上常用的牙周塞治剂和氧化锌基粘固粉主要作为被动物理屏障，缺乏主动生物学功能。其固化后刚度过高，与牙龈组织力学性能严重不匹配，可能削弱创面界面的生理力传递，干扰成纤维细胞介导的组织重塑。相比之下，水凝胶等高度水合体系虽然柔顺且可负载生物活性物质，但常因快速溶胀、唾液冲刷下固位力弱以及抗动态载荷能力不足而受限。因此，构建一种能在一个材料平台内整合湿态粘附、抗疲劳性、组织匹配力学、抗菌防护和抗炎活性的口腔敷料，是当前未被解决的临床关键问题。
**研究目的与总体结论**
针对上述挑战，研究人员提出利用蛋白质相转变策略构建多功能口腔伤口敷料。其设计思路是，通过三(2-羧乙基)膦（TCEP）诱导牛血清白蛋白（BSA）去折叠，形成富含β-折叠的淀粉样样超分子组装体，随后引入1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）化学交联以稳定蛋白网络，同时负载广谱抗菌剂氯己定（CHX），最终形成相转变BSA/CHX复合膜（PTB/CHX）。研究结果显示，该膜实现了与牙龈组织相匹配的弹性模量，在动态流体剪切下表现出优异的湿态留存能力，能持续释放氯己定超过48小时，并兼具抗菌、抗炎活性。在体外细胞实验和体内大鼠颊黏膜缺损模型中，PTB/CHX均展现出良好的生物相容性、抑菌效果，并能通过上调转化生长因子-β（TGF-β）和下调白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）的表达来加速黏膜修复。这一研究为口腔创面修复提供了一种源于蛋白质相转变的多功能敷料设计策略。
**主要技术方法**
研究人员采用了多种关键表征手段和技术来构建和评估PTB/CHX膜。首先，通过筛选BSA浓度和BSA:TCEP摩尔比优化了成膜窗口，确定了最佳配方为160 mg/mL BSA、摩尔比16:4、15 mg/mL EDC、3.2 mg/mL NHS和0.12% CHX，并利用扫描电子显微镜（SEM）观察膜的表面和截面形态。其次，运用傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术分析蛋白质酰胺I带的二级结构变化，结合硫黄素T（ThT）荧光和刚果红染色验证β-折叠富集的淀粉样蛋白聚集体的形成，并使用X射线光电子能谱（XPS）确认膜表面的元素组成和化学状态。在性能评估方面，研究采用溶胀实验测定膜在蒸馏水、PBS和人工唾液中的吸水率；使用万能拉力试验机测量膜的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率；并借助新鲜猪肝组织模拟湿态生物界面，通过磁力搅拌下的PBS浸泡实验评估膜的湿态留存能力。在生物学评价环节，研究分离培养了来自三名20-26岁健康供体牙龈组织的人牙龈成纤维细胞（HGFs），通过CCK-8法检测细胞代谢活性、Transwell实验评估细胞迁移能力、TUNEL染色检测细胞凋亡、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测TGF-β mRNA表达水平。此外，还采用了琼脂扩散法评估膜对牙龈卟啉单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性，并使用脂多糖（LPS）诱导的HGF炎症模型结合酶联免疫吸附测定（ELISA）评估膜的抗炎效果。在动物实验中，研究人员选用了雄性Sprague-Dawley大鼠，通过建立大鼠颊黏膜全层缺损（5×5 mm）模型，并设置空白对照、氧化锌丁香酚（ZOE）对照、PTB和PTB/CHX四个实验组，结合组织学苏木精-伊红（H&E）染色、免疫组织化学（IHC）染色及Western Blot技术，从组织病理学和分子水平系统评价了膜对创面愈合的促进作用。
**研究结果**
**材料表征与PTB复合膜合成机制**：通过FTIR分析发现，经TCEP处理后，BSA中β-折叠相关谱带增强，α-螺旋谱带减弱，结合ThT荧光增强和刚果红染色阳性，共同证实了富含β-折叠的淀粉样样聚集体的形成。XPS结果揭示了膜表面存在C-S基团，表明相转变过程中二硫键发生了断裂与重排。PTB/CHX膜的表面和断面SEM图像显示，EDC/NHS交联使膜结构致密连续，且CHX的掺入并未破坏蛋白网络形态。因此，研究人员成功构建了由TCEP诱导相转变、EDC/NHS交联稳定、并负载CHX的复合膜。
**PTB复合膜的性能优化与功能评价**：研究人员通过调节BSA浓度和TCEP比例确定了最佳成膜条件，发现单一的BSA/TCEP膜质地脆硬，而引入EDC/NHS交联后，膜的拉伸强度和弹性模量显著提升。优化后的PTB/CHX膜在人工唾液中溶胀率低，可维持尺寸稳定达7天；在动态流体剪切下能稳定保留于湿态组织表面。药物释放实验表明，PTB/CHX膜能持续释放氯己定，48小时内累积释放量约为75%，展现出良好的缓释行为。
**细胞表征与生物安全性评估**：研究确认了所分离的HGFs具有典型成纤维细胞形态，且波形蛋白（vimentin）染色阳性、角蛋白（keratin）染色阴性，证实其为牙龈成纤维细胞。在模拟胃液（SGF）中，PTB和PTB/CHX膜均能在20分钟内快速崩解，表明意外吞咽后可能被消化。溶血实验结果显示，PTB和PTB/CHX膜的溶血率均低于1%，远低于ASTM F756-08规定的5%安全阈值，具有优异的血液相容性。CCK-8实验表明，在72小时培养期内，两种膜的浸提液均不会降低HGF的代谢活性，甚至在48小时和72小时时，相对代谢活性信号更高。
**PTB基浸提液对HGF代谢活性、凋亡、迁移及TGF-β mRNA表达的影响**：TCUNEL染色显示，经1/2浓度PTB和PTB/CHX浸提液处理后，凋亡细胞数量少于空白对照组，表明这两种材料不诱导细胞凋亡。Transwell迁移实验结果显示，空白、PTB和PTB/CHX三组间迁移细胞数无显著差异，说明膜浸提液不影响HGF的迁移能力。RT-qPCR结果则表明，在1/2浓度浸提液处理下，PTB和PTB/CHX组的TGF-β mRNA表达水平高于空白对照组，提示膜材料可上调促修复因子的转录水平。
**体外抗菌与抗炎活性评价**：琼脂扩散实验结果显示，PTB/CHX膜对牙龈卟啉单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均产生了比PTB膜更大的抑菌圈，证明负载CHX增强了膜的抗菌性能。在LPS诱导的HGF炎症模型中，ELISA检测结果显示，PTB和PTB/CHX组的IL-6和IL-8分泌水平均低于单纯LPS刺激的模型组，且PTB/CHX组的降幅更为显著。这表明PTB/CHX不仅能抑制病原菌，还能有效下调促炎细胞因子的表达，发挥抗炎作用。
**体内生物安全性与颊黏膜创面修复**：在大鼠颊黏膜刺激试验中，PTB和PTB/CHX膜与黏膜连续接触3天后，未引起局部充血、肿胀、糜烂或溃疡，组织学检查显示上皮结构完整。全身毒性评估中，各主要器官（心、肝、脾、肺、肾）H&E染色未见明显病理改变，血清肝功能（ALT、AST）和肾功能（UREA、CREA）指标也无显著异常，证实材料具有良好的体内生物相容性。在大鼠颊黏膜缺损模型中，宏观观察可见，术后第3天各组均有残留溃疡，其中PTB/CHX组创面面积最小；至第7天，PTB/CHX组创面几乎完全闭合。H&E染色显示，PTB/CHX组在第3天时黏膜结构更为连续，炎症浸润较轻；第7天时，该组修复最完全，上皮和结缔组织结构恢复最佳。
**修复与炎症相关标志物的分子评估**：IHC和Western Blot分析结果一致表明，与空白组相比，ZOE、PTB和PTB/CHX组的TGF-β表达水平依次增加，而IL-6和IL-8的表达水平则依次降低，其中PTB/CHX组的TGF-β表达最高，IL-6和IL-8表达最低。这从分子层面证实了PTB/CHX膜通过上调TGF-β和下调促炎因子来促进创面愈合。
**结论总结**
综上所述，研究人员成功构建了一种基于相转变BSA的PTB/CHX复合膜，为口腔黏膜伤口修复提供了一种源于蛋白质的策略。该膜通过结合组织力学匹配性、湿态留存能力、48小时的氯己定缓释、抗菌活性及抗炎细胞因子表达下调等功能特性，有效加速了大鼠颊黏膜缺损的愈合过程，并显著改善了组织修复质量。该研究充分证明了蛋白质相转变策略在设计多功能口腔伤口敷料方面具有重要的应用潜力。
