《Tissue Engineering and Regenerative Medicine》：Essential Oils in Skin Tissue Engineering: Opportunities, Integration, and Overcoming Challenges
摘要背景：精油（Essential Oils, EOs）源自植物，因其优越的特性已被用于开发生物医学应用中的多种方法。特别是，它们的抗菌、抗炎、抗氧化和伤口愈合作用，以及生物相容性和生物降解性，使EOs成为组织再生相关应用中的重要补充剂。EOs的初始使用主要集中在直接应用和评估其治疗效果上；然而，这些方法受到挥发性、不稳定性和潜在刺激性等问题的限制。方法：本综述关注基于EOs的生物学功能（如生物相容性、抗菌、抗癌和抗氧化特性）的组织工程策略的当前观点。基于这一生物学功能的综合背景，研究人员分析了涉及纳米颗粒系统、智能递送系统以及伤口敷料和涂层的研究，以识别现有问题和应对这些挑战的策略。结果：在皮肤组织工程应用中，已开发出创新策略，如纳米颗粒封装、整合到智能递送系统以及开发含有EOs的伤口敷料。这些先进方法提供了改善EOs稳定性、控制释放和增强功效等优势，同时丰富了平台的生物功能。虽然先进递送系统改善了EOs的稳定性，但在生理和临床条件下的长期稳定性仍然具有挑战性。然而，与传统方法相比，这些进展增强了EOs以更可控和功能化的方式驱动组织修复过程的潜力。结论：将基于EOs的组织工程与纳米技术相结合，提供了一种优化这些系统生物学效应并提高其应用成功率的可行方法。尽管安全性、生物材料相互作用和可扩展性等挑战仍然存在，但最近的进展正在迅速克服这些障碍。基于EOs的策略在克服当前局限性和推动该领域发展方面具有巨大潜力，特别是在皮肤组织工程中。
论文主体部分总结
**2 精油在皮肤组织工程中的作用**
**2.1 载体生物相容性及精油对细胞增殖和迁移的生物学效应**
研究发现精油（Essential Oils, EOs）可通过诱导细胞增殖和迁移促进组织再生，这得益于其优越特性。例如，薰衣草（Lavandula angustifolia）EO对包皮成纤维细胞（HU02）系无毒性，细胞活力高于90%
[3]。另一报告显示，薰衣草EO调节氧化应激，这对健康伤口愈合和增殖至关重要
[16]。此外，迷迭香（Rosemary）EO诱导HEK293细胞增殖，因此具有用于伤口愈合的潜力
[17]。Torabiardekani等的研究中，Zataria multiflora的EO对NIH/3T3细胞系表现出95–100%的细胞活力
[18]。类似地，Osanloo等的研究表明该EO对L929细胞系无毒性，并促进再上皮化和愈合
[19]。Dehkordi等评估了Tanacetum polycephalum EO的伤口愈合特性，发现其与血小板相容（溶血率仅5%），并增强L929成纤维细胞迁移，在成纤维细胞系中达到100%
[20]。此外，来自贯叶连翘（Hypericum perforatum）、香菜（Coriander）、Bursera morelensis、西瓜、菠萝蜜和木瓜的EOs已被报道支持成纤维细胞中的细胞活力和增殖，从而可能促进伤口愈合
[11, 21-23]。然而，由于皮肤是由复杂层组成的丰富组织，需要更深入详细研究分子过程的精心设计的研究来理解EOs的组织愈合机制。
由于组织结构良好且复杂，仅关注细胞活力提供的见解不足；因此，在评估EOs在组织愈合中的潜力时，还应研究各种机制，尤其是免疫调节。当Zhang等将肉桂（Cinnamomum burmanii）EO应用于皮肤伤口时，最高浓度下观察到81.72%的伤口愈合。报告显示，在人成年角质形成细胞自发永生化（HaCaT）细胞系中最高增殖率为149%，在L929细胞中为134%。在免疫调节方面，它减少巨噬细胞中白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的分泌和M1巨噬细胞极化（炎症表型），并增加M2极化（修复表型）
[24]。Alsakhawy等发现百里香EO通过增加伤口收缩、胶原积累和再上皮化促进伤口愈合。该油降低IL-6水平，同时提高转化生长因子-β1（TGF-β1）和血管内皮生长因子（VEGF）水平，增强血管生成和血管通透性，最终促进伤口愈合
[25]。Khezri关于薄荷（Mentha pulegium）EO的研究表明，它加速了伤口愈合的增殖期。该油通过增加IL-10、核因子κB（NF-κB）、TGF-β和碱性成纤维细胞生长因子（b-FGF）的表达促进细胞增殖，从而改善伤口愈合并减少炎症期
[26]。在糖尿病伤口愈合研究中，指出Qiai EO降低了促炎细胞因子IL-6的水平，通过减少活性氧（ROS）的形成促进血管生成，并加速愈合
[27]。
EOs的活性可以浓度和成分依赖的方式表现。例如，柠檬草（Lemongrass）EO在低浓度使用时显示80%细胞活力，但当高浓度使用时，该活力降至35%，并显示出细胞毒性效应
[13]。在一份报告中，牛至（oregano）EO在L929细胞系中达到90–96%的细胞活力，据报告油中的γ-萜品烯、香芹酚、β-葑醇和百里香酚成分降低ROS水平，保护细胞免受氧化应激，并促进伤口愈合
[28]。肉桂叶、茶树和丁香油在角质形成细胞和成纤维细胞上测试了伤口愈合效果，说明肉桂叶EO和丁香EO在48小时内具有轻微细胞毒性效应并增加细胞代谢活性。强调肉桂叶油可能因其丁香酚和肉桂醛等成分对成纤维细胞显示毒性效应，但细胞在48小时后从这些效应中恢复。说明茶树EO在低浓度下不显示细胞毒性效应，但在高浓度下导致成纤维细胞等细胞中IL-8抑制，在这种情况下，与聚合物载体的细胞相容性增加。还注意到，由于丁香和肉桂EO中丁香酚含量，两种油都具有强抗氧化效应，肉桂叶EO更高，而茶树EO的抗氧化效应较弱
[29]。所有这些强调了由于EOs调节组织中不同分子过程的潜力，需要对其成分进行全面分析。
EOs表现出成分和浓度依赖的生物学活性，并可能影响组织工程平台的特性。例如，茶树油增强了吞噬细胞相互作用并加速了生物材料再吸收，即增加了生物材料降解速率，大多数材料在90天内被吸收，尽管注意到一些淋巴细胞炎症和残留物。尽管如此，植入期间未发生瘢痕形成或组织破坏，组织愈合而无损伤
[30]。开发诱导EO介导的细胞增殖和迁移的方法需要仔细优化，考虑平台生物相容性和生物降解性。然而，EO诱导的细胞增殖可能产生不利影响，如无意中促进癌细胞生长。因此，理解EOs的分子机制对其安全使用至关重要。
总体而言，结果表明，负载EO的递送系统主要通过调节氧化应激和炎症信号传导来增强成纤维细胞增殖和迁移。通过降低细胞内ROS水平并减弱促炎介质，精油形成有利于细胞存活和组织修复的微环境。更重要的是，这些生物学效应与载体系统的理化性质密切相关。生物相容性支持细胞粘附和活力，而生物降解性和控制释放决定了EO暴露的持续时间和一致性。因此，基于EO的系统的再生功效不仅取决于油的内在生物活性，还取决于相容且精心设计的载体材料的合理设计。
（表1总结了精油及其对细胞反应和伤口愈合相关机制的影响，此处省略）
**2.2 抗菌特性**
在皮肤组织工程中，由于皮肤在损伤后易受病原体影响，预防感染是一项重大挑战。EOs作为天然试剂，可预防感染、促进组织再生并表现出抗菌特性。这些油对多种细菌有效，包括金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*, *S. aureus*）、大肠杆菌（*Escherichia coli*, *E. coli*）和铜绿假单胞菌（*Pseudomonas aeruginosa*, *P. aeruginosa*），以及真菌如白色念珠菌（*Candida albicans*, *C. albicans*）
[31]。大多数EOs通过破坏细胞膜、抑制蛋白质合成和破坏代谢过程来介导这种效应。茶树、薰衣草和千层金等EOs已被证明通过降低感染风险和促进组织修复来改善伤口愈合
[4, 31]。它们整合到生物材料中可以通过预防感染和支持组织再生来增强伤口愈合效果
[32]。
多项研究调查了EOs对伤口愈合和感染的抗菌效果。Dehkordi等报告，Tanacetum polycephalus EO通过破坏细菌膜通透性和灭活细菌酶有效杀灭*S. aureus*和*E. coli*
[20]。薰衣草油通过破坏细胞膜对*S. aureus*和*C. albicans*表现出强抗菌活性，而对*E. coli*的效果较弱
[3, 16]。Fawal等研究了牛至EO作为伤口敷料，发现对*S. aureus*的抑制率为82.3%，对*E. coli*为67%。这些结果突出了对*S. aureus*的最强效果。牛至EO的抗菌作用归因于其生物活性成分渗透到细胞磷脂双层中，破坏细胞代谢并导致细胞死亡
[28]。具有抗菌特性的EOs不限于这些；对肉桂（*Cinnamomum burmanni*）、苦瓜（*Momordica charantia*）、贯叶连翘（*Hypericum perforatum*）、迷迭香、Qiai EOs在*S. aureus*和*E. coli*上的测试也表明它们可用于伤口愈合中其优越的抗菌特性
[17, 21, 24, 27]。
由于微生物的栖息地因治疗位置而异，用于分析EOs有效性的细菌多样性可以在当前研究中更广泛地涉及。Khezri等报告，薄荷（*Mentha pulegium*）EO对革兰氏阳性菌表皮葡萄球菌（*S. epidermidis*）、*S. aureus*和单核细胞增生李斯特菌（*L. monocytogenes*）以及革兰氏阴性菌*E. coli*和*P. aeruginosa*表现出抗菌活性，革兰氏阳性菌更敏感。该油的抗菌效果归因于其与细菌亲脂性结构的相互作用，促进渗透
[26]。例如，使用*C. acnes*和*S. epidermidis*评估各种EOs的皮肤应用抗菌特性，发现可以以浓度依赖的方式实现对这些特定菌株的抑制
[33, 34]。然而，这个丰富的种群不仅限于细菌菌株，真菌因子也应在这些研究中考虑。在Torabiardekani等的研究中，观察到Zataria multiflora EO对6种标准酵母菌株表现出抗真菌活性，包括*C. albicans*、*C. dubliniensis*、*C. glabrata*、*C. tropicalis*、*C. parapsilosis*和*C. krusei*。说明这种效果被认为是由油中的百里香酚引起的，百里香酚可能破坏真菌细胞壁或膜的完整性，并干扰麦角固醇生物合成
[18]。
EOs抗菌功效研究最引人注目的方面是，效果通常被归结为通过破坏细胞膜实现。然而，也应考虑细菌死亡的其他机制。例如，Zataria multiflora EO对*E. coli*、*P. aeruginosa*和*S. aureus*表现出比孜然（*Cuminum cyminum*）更强的抗菌活性，可能由于其香芹酚和百里香酚含量，这些成分破坏细菌膜、抑制外排泵并阻止蛋白质合成
[5]。当检查柠檬草EO时，说明其对*C. albicans*、*S. aureus*和*E. coli*的抗菌效果超过99.60%。观察到柠檬草EO中的柠檬醛成分降低了附属基因调节因子A（*agrA*）和α-毒素编码（*hla*）基因的表达。还强调它抑制了负责脂肪酸和肽聚糖生物合成的基因，削弱了细菌的生存机制
[13]。为了推进具有增强抗菌特性的皮肤组织工程应用，需要进行系统评估EOs成分与广泛目标范围内的微生物多样性的综合研究。此外，这些研究应得到稳健的实验方法的支持，以阐明EOs在细菌细胞死亡过程中的功效。
**2.3 抗癌特性**
皮肤癌是全球最常见的恶性肿瘤之一。EOs中发现的生物活性化合物因其抗氧化、抗菌和抗癌特性，在增强现有治疗策略和开辟新疗法途径方面具有巨大潜力。越来越多的证据表明，EOs在肿瘤抑制机制中发挥关键作用，促进健康细胞增殖，并为癌症治疗提供有前景的途径。图1示意性地说明了精油在细胞水平上提出的抗癌机制。在细胞内化后，EOs可能诱导内质网（ER）应激，激活MAPK信号通路，并破坏线粒体膜电位，导致ROS生成增强、caspase激活和DNA损伤。这些相互关联的过程最终触发凋亡，为EOs的抗癌潜力提供了机制基础。支持这一机制框架，迷迭香（*Rosmarinus officinalis* L.）EO和α-蒎烯（主要鉴定化合物）使黑色素瘤皮肤癌细胞的活力降低超过90%。强调这是通过调节Bax（促凋亡基因）和Bcl-2（抗凋亡基因）表达实现的
[37]。在另一项检查新薄荷醇对皮肤癌功效的研究中，发现它抑制人表皮样癌（A431）细胞的增殖，并通过阻滞皮肤癌中的G
2/M期增加亚二倍体细胞。还报告它抑制致癌过程进展、促进和起始阶段的生物标志物，破坏线粒体膜电位（MMP）并通过增加ROS诱导凋亡。此外，在艾氏腹水癌（EAC）模型中，观察到在高达1000 mg/kg体重剂量下安全，在75 mg/kg剂量下EAC肿瘤细胞减少58.84%，在50 mg/kg体重腹腔注射剂量下减少23.98%
[38]。在另一项研究中，观察到Z. multiflora EO对A375和A431癌细胞的细胞毒性效应高于C. cyminum。Z. multiflora EO对A-375细胞的IC
50值为132 μg/mL，对A-431细胞为158 μg/mL，而C. cyminum EO对A-375细胞的IC
50值为664 μg/mL，对A-431细胞为321 μg/mL
[5]。
（图1：EOs细胞内化后的抗癌机制示意图，此处省略）
值得注意的是，虽然EOs在皮肤癌应用中的报告非常罕见，但在其他癌症类型中已有重要发现。评估牛至（*Origanum majorana*、*Origanum vulgare*）、百里香（*Thymus vulgaris*）和*Lippia graveolens* EOs中香芹酚对几种癌细胞系（FaDu、K562和A549）的活性，IC
50值分别为9.61±0.05和81.32±11.83 μM
[39]。在另一项近期研究中，说明细胞周期被阻滞在G
2/M期，通过增加凋亡相关基因的表达出现抗癌效应，百里香（*Thymus vulgaris*）油处理人肝细胞癌细胞系（HepG2）。已确定EO通过激活氧化应激和ER应激通路触发凋亡（程序性细胞死亡），并以剂量依赖方式表现出强效抗癌效应
[40]。EOs的活性成分尚未完全鉴定，它们在现代组织工程应用中的整合仍然有限，特别是在皮肤癌等领域
[41]。然而，考虑到癌症类型中常见的失调机制，这些在其他癌症中的新发现也可能为皮肤癌开辟新视野。
**2.4 抗氧化特性**
氧化应激在伤口愈合和皮肤组织退变中起重要作用。伤口区域ROS的过度积累破坏细胞稳态，损伤脂质、蛋白质和核酸。它抑制成纤维细胞增殖、角质形成细胞迁移和细胞外基质重塑。在愈合早期阶段，受控的ROS产生对抗菌防御和信号传导至关重要，但持续的氧化失衡导致慢性炎症和组织修复延迟。在此背景下，精油因其能够大量清除自由基和调节氧化还原途径而具有前景。将EOs掺入基于生物材料的支架和先进递送系统中，不仅提供结构支持，还促进伤口微环境的生化调节。
例如，将香蜂草（*Melissa officinalis*）精油掺入聚ε-己内酯（PCL）膜中开发的PCL/MEO结构，在DPPH测定中显示出约24-45%浓度依赖的抑制自由基清除活性。整合到聚合物基质后抗氧化活性的保留表明已实现功能稳定性。观察到中等精油浓度维持L929成纤维细胞活力高于87%，而较高负载量时细胞活性下降。这凸显了剂量优化的重要性
[42]。在另一项研究中，从Zataria multiflora获得的精油被整合到包含I型胶原（内层）和胶原/PLLA（外层）的双层静电纺丝结构中。该精油在DPPH分析中显示出强自由基清除活性，IC
50值为7.4 ppm。这种高抗氧化效应归因于其主要酚类成分香芹酚和百里香酚通过氢供体和ROS中和作用的氧化还原调节效应。精油整合到纳米纤维支架中确保了抗氧化功能的保留，并提供了初始快速释放随后长达72小时的控制释放曲线。这种释放动力学在氧化应激最强烈的早期伤口阶段具有优势
[43]。在一项将结构稳定在基于丁香（*Syzygium aromaticum*）的壳聚糖油酸酯纳米乳剂的研究中，体外DPPH分析显示该脂肪具有自由基清除活性。使用电子顺磁共振（EPR）成像和自旋阱系统在暴露于H
2O
2诱导氧化应激的成纤维细胞培养物中证实了细胞水平氧化还原调节，并观察到暴露于氧化损伤的成纤维细胞中显著的ROS信号。报告细胞内自由基形成减少。这种效应在细胞毒性发生前即可检测到的事实强调了其早期氧化还原缓冲能力。在小鼠烧伤模型中，该结构在18天后改善了宏观伤口闭合并增强了组织学修复。此外，TBARS分析显示脂质过氧化水平降低和体内氧化损伤抑制
[44]。Berechet等确定，通过静电纺丝从水解牛胶原中生产并负载生姜（*Zingiber officinale*）精油的纳米纤维具有约79.8%的DPPH自由基清除能力。这种抗氧化效应主要归因于精油的酚类成分。这些化合物凭借其氢或电子供体特性中和自由基。由于胶原是真皮细胞外基质的关键结构成分，其与抗氧化精油的组合形成模拟天然组织结构的结构。此外，它形成主动调节氧化应激的生物功能支架。这种双重功能被认为在氧化损伤可能抑制基质积累和细胞迁移的皮肤组织工程应用中提供了显著优势
[45]。
当前数据表明，精油的抗氧化活性是皮肤组织工程中一个关键但被低估的机制。抗氧化效应通过清除过量ROS、减少脂质过氧化和保护成纤维细胞免受氧化损伤，从而支持更平衡的再生微环境。然而，需要进一步详细研究以阐明最佳剂量、长期氧化还原稳定性和机制途径，以确保安全且可重复的临床转化。总体而言，抗氧化调节是精油的重要生物学功能，与先进结构中的抗菌和增殖效应等特性互补。
**3 如何将精油整合到先进组织工程方法中**
**3.1 纳米颗粒系统**
纳米颗粒系统用于精油在皮肤组织工程中的安全使用，因为通过保持所用精油的形式可以实现更高的效率。它们也用于增加含有EOs的纳米颗粒伤口敷料的有效性。本节检查使用纳米颗粒中的油来提高EOs效率的研究，而关于纳米颗粒支持的含EOs的伤口敷料的研究在“伤口敷料和涂层”部分讨论。
EOs在空气、光、湿气和温度存在下可能化学不稳定。Fahimnia等为克服不稳定问题，将薰衣草（*Lavandula angustifolia*）EO负载到固体脂质纳米颗粒中。观察到小尺寸颗粒增加了EO的稳定性和生物利用度。将薰衣草油纳入这种脂质基质提供了75.46%的保留效率，并在72小时内释放75.40%，从而提供控制和长期释放，降低皮肤刺激风险并提供更有效的治疗
[3]。在另一项研究中，将孜然（*Cuminum cyminum*）和Zataria multiflora EOs负载到海藻酸钠纳米颗粒中，以保护EO的挥发性和降解。说明纳米颗粒显示出比其他纳米制剂更高的活性
[5]。类似地，Rahmeni等的研究指出，当整合到壳聚糖纳米颗粒（NP）系统中时，迷迭香（*Rosmarinus officinalis* L.）EO的活性增加
[37]。Saraiva关于含意大利蜡菊（*Helichrysum italicum*）EO的壳聚糖纳米颗粒凝胶制剂的研究表明，EO渗透到组织中的能力增加，提供持续释放。还说明它降低了EO的氧化和光热降解速率，并观察到这种制剂的配方在各种储存条件下保持稳定2-3个月，凝胶改善了皮肤水分并在涂抹到皮肤后至少60分钟内维持健康皮肤状况。因此，说明它在化妆品应用中具有潜力，并是炎症性皮肤病的合适治疗方法
[46]。开发提高EOs稳定性和控制释放的方法需要适当的优化，因为EO的剂型应足够且生物相容以对皮肤产生效果。此外，需要对效率机制有深入理解，并得到全面研究的支持。
**3.2 智能递送系统**
用于增加EOs在皮肤组织工程中有效性的系统旨在在温度、pH等刺激存在下提供有效性。这种智能响应性确保EOs根据应用部位的具体条件精确释放和激活，优化其治疗效果。通过实现受控和靶向递送，该系统不仅增加EOs的生物利用度，还最小化潜在副作用。
（图2：用于皮肤相关应用中刺激响应释放精油的智能递送系统，此处省略）
通过这些智能递送系统，EOs的化学稳定性得以保持，并在目标区域提供足够效果。例如，在Torabiardekani等的研究中，Zataria multiflora EO（直接应用于皮肤时有毒）被封装在聚乙烯醇/壳聚糖/明胶水凝胶中，作为正温敏材料以增加生物利用度、效果和保护EO结构。观察到这些具有接近人体体温的相变温度的水凝胶在与温暖皮肤接触时溶解，提供非侵入性应用。显示水凝胶在24.5°C时表现出凝胶-溶胶粘弹性转变，允许EO的促进释放，从而表现出初始爆发释放以减少病原体活性
[18]。类似地，使用高含量Copaifera reticulata油树脂组合设计了热刺激敏感凝胶。报告由于生物粘附效应增加了皮肤渗透性，制剂稳定两年。其热刺激敏感结构增加了成分的有效性
[47]。
通过光热刺激也增加了EOs的有效性。例如，将Qiai EO封装在氧化石墨烯中开发了对光热刺激敏感的水凝胶，因为Qiai EO由于其疏水性、挥发性和差水溶性而难以使用。观察到近红外（NIR）照射增加了水凝胶中EO的释放。在5分钟NIR照射后，观察到EO释放显著增加。经过3次照射循环，EO的累积释放达到43.85%，并在128小时结束时观察到92.11%的油释放。得出结论，EO和氧化石墨烯的组合在暴露于NIR激光时更强烈地影响油的特性。因此，它可以增加伤口愈合和抗菌特性
[27]。
作为组织或条件的重要特定参数之一，pH在智能系统设计的最有用方法开发中经常使用。特别是，它在伤口愈合中起关键调节作用。因此，所设计系统的pH敏感性通过支持伤口愈合来增加活性物质的有效性。pH敏感载体响应酸性或碱性环境的变化触发EOs的释放，允许油体特异性地作用于感染或发炎区域。这种靶向释放增强了生物利用度，同时最小化了副作用风险。例如，在Sahu等的研究中，为皮肤癌制备了药物载体系统。将5-氟尿嘧啶（5-FU）封装在PLGA中，用阳离子壳聚糖包被，随后与桉树EO结合。因此，报告说它增加了与带负电的皮肤癌细胞膜的相互作用，并确保纳米凝胶能有效穿过皮肤屏障。说明阳离子壳聚糖与肿瘤微环境中因低pH形成的带负电乳酸相互作用，5-FU以受控方式释放
[48]。在Qiu等更近期的研究中，开发了一种含有丁香油酚和牛至EO、可响应伤口pH的透明质酸和羧甲基壳聚糖水凝胶敷料。报告由于pH敏感性，其在酸性环境中的降解比中性环境多4倍。显示丁香油酚释放从37.6%增加到82.1%。因此，观察到该系统增强了EO的效率并加速了伤口愈合，提供了显著优势，尽管由于其生物降解性，水凝胶需要频繁更换
[10]。
将EOs与智能载体系统整合可实现靶向和受控药物递送，在伤口愈合、感染控制和许多疾病治疗等应用中提供显著优势。这些创新方法使EOs的潜力得以更高效利用，并在皮肤组织工程领域构成有前景的平台。然而，这些智能系统的设计和生产可能涉及大规模生产方面的高成本和复杂过程。同时，EOs的挥发性和不稳定结构可能使其难以在系统中维持稳定性。此外，光热或pH敏感机制对身体环境自然变化的影响可能增加脱靶释放的风险。关于这些系统生物相容性和毒性谱的体内研究数量有限，构成了向临床应用过渡的重大障碍。
**3.3 伤口敷料和涂层**
由于EOs的直接应用可能导致各种不良效应，已开发伤口敷料和涂层材料以确保其受控和有效使用。这些系统在皮肤组织工程领域发挥关键作用；伤口敷料和涂层在局部部位最大化EOs的生物学益处，同时通过控制释放机制优化其功效。它们还通过保护伤口部位免受环境因素影响、增加EOs的稳定性并确保其安全使用来支持愈合过程；从而有效且可靠地评估EOs的治疗潜力。
由于EOs的不稳定和脆性结构使其难以使用，它们可能被封装在水凝胶基质中以维持其生物学活性、增加其有效性、维持其稳定性并提供控制释放。例如，Vasile等开发了一种伤口敷料，通过用氧化锌和百里香及丁香的EOs涂覆水凝胶来解决EOs的挥发性和低稳定性问题。这种敷料促进快速伤口愈合而无感染风险，氧化锌和EO涂层增强了其功能和有效性。值得注意的是，含有百里香油样品比含有丁香油样品表现出更高的降解速率
[58]。通过将桉树、生姜和孜然EOs交联到水凝胶上形成伤口敷料，其中含桉树的样品通过有效使用这些油将烧伤伤口愈合加速至约48小时
[54]。在Hasempur等的研究中，含有Zataria multiflora EO和二氧化钛纳米颗粒的肌酸-明胶冷冻凝胶通过早期释放大量EO以减少感染，随后持续递送，减少敷料更换频率并支持组织再生期间的细胞完整性，从而促进伤口愈合
[49]。报告说使用含薄荷（peppermint）EO和氧化锌纳米颗粒的海藻酸钠水凝胶贴片可以产生冷却效果以及快速伤口愈合
[50]。
在伤口敷料和涂层平台中，EOs具有调节平台-伤口相互作用的潜力。在üstünda?和Pi?kin的研究中，创建了负载Calophyllum inophyllum EO的纤维垫。观察到含油纤维垫通过将接触角降低至约30±5°（与无油纤维垫相比）改善了表面润湿性
[52]。在另一项研究中，发现当聚氨酯纳米纤维负载薰衣草油和银纳米颗粒时，薰衣草油增加了伤口敷料的亲水性，并促进了伤口愈合
[9]。此外，通过将牛至油封装到纳米纤维膜中创建的涂层平台已被报告加速伤口收缩并改善伤口愈合质量
[57]。在另一项研究中，说明通过将艾草（wormwood）EO封装到水凝胶中形成的伤口敷料提供了水凝胶对皮肤组织的粘附，从而促进了感染糖尿病伤口的愈合
[55]。
近期研究主要是尝试将EOs与平台整合以丰富其潜在效应，但这些研究中的发现表明，将EOs纳入伤口敷料和涂层平台可产生广泛效果。事实上，报告它甚至可能有助于发展冷却效果、润湿性、疏水性等特性，这些特性可以调节平台-伤口界面的相互作用。然而，这些先进平台特性对活体组织的影响的广泛研究显然是必要的。
**4 精油应用中的挑战**
**4.1 稳定性和挥发性**
EOs的临床使用受到其挥发性和不稳定性的限制，这损害了功效和安全性
[60]。EOs是萜烯和酚类等挥发性化合物的复杂混合物，在暴露于热、光、湿度或氧气时容易蒸发或降解。这导致活性成分损失和治疗潜力降低。氧化降解进一步改变其化学结构，降低生物活性并影响颜色、粘度和气味等物理性质
[14]。
为解决这些问题，必须优化生产和储存条件。先进制剂——如微胶囊化、纳米乳剂、脂质体和聚合物基基质——有助于保护EOs免受降解并实现持续释放
[60]。这些系统在皮肤组织工程中特别有价值，用于局部递送和降低毒性。添加抗氧化剂和紫外线阻断剂，以及控制加工环境，进一步增强了EOs的稳定性
[12]。克服EOs的挥发性和不稳定性需要多学科方法。结合化学、材料科学和生物医学工程可以开发有效的基于EO的伤口敷料和支架，用于再生医学。
**4.2 与生物材料的相互作用**
EOs在纯形式使用时具有稳定性、挥发性和安全性等负面结果，因此在皮肤组织工程中与各种材料或载体系统一起使用。这些油与生物材料的相互作用可能引起材料的物理和化学变化。特别是在聚合物基系统中，它可能负面改变结晶结构、聚合物的机械性能（如粘度、柔韧性或形状）以及热性能。材料特性的这些变化可能对材料的最终用途造成挑战，导致预期效果下降
[58]。例如，将Tanacetum polycephalus油整合到伤口敷料平台的结果观察到，由于EO的疏水性，结构的亲水性降低，溶胀度降低，这可能根据伤口类型提供机会或潜在缺点
[20]。在另一项研究中，观察到当香菜EO添加到薄膜中时，薄膜的强度和拉伸性能下降
[11]。在将EOs纳入生物材料平台时，应适当筛选要整合的EO，并优化平台设计和制造策略，以避免平台特性的任何损失。
**4.3 制剂挑战**
EOs在皮肤组织工程中提供众多益处；然而，制剂挑战仍然存在，特别是在确定其最佳浓度方面。由于存在强效生物活性化合物，高浓度EOs可能导致皮肤刺激、炎症、发红、过敏反应和毒性等不良效应。相反，浓度过低可能导致治疗效果不足。因此，仔细优化EO剂量对于平衡最大化其有益效果与最小化细胞毒性和皮肤刺激至关重要。例如，说明柠檬草EO在低浓度使用时显示80%细胞活力，而高浓度使用时该活力降至35%，显示细胞毒性效应
[13]。此外，Miranda等的研究强调了使用适当剂量EO的重要性，因为高浓度使用茶树油在成纤维细胞中导致IL-8抑制并显示毒性效应
[29]。在皮肤组织工程中，准确确定EO剂量对于安全有效使用至关重要，因为直接皮肤接触。EOs在制剂中的均匀分布具有挑战性，因为其亲脂性质阻碍了在水基生物材料中的均匀分散。这种不均匀分布导致治疗部位生物学活性不一致，并导致快速释放，限制了长期功效。因此，将EOs纳入合适的载体或基于纳米技术的递送系统对于确保受控、持续的治疗效果至关重要。
植物物种、生长条件和所用植物部位的变异导致EO成分的显著差异。土壤、气候、温度和湿度等因素影响油的化学特征，即使在同一植物物种间也是如此。因此，来自不同来源的EOs表现出不同的有效性和稳定性——例如，一个物种的油可能具有抗菌特性，而另一个物种的油可能主要是抗炎。此外，相同的油可能对病原体或细胞类型产生不同影响，根据其特定成分产生有益或不良效应。例如，已报告薄荷（*Mentha piperita*）EO的抗氧化特性低于文献报告的值。虽然研究中使用的植物与文献中提到的植物相同，但说明这种效应是由于物种间的差异
[34]。虽然一个EO通过支持成纤维细胞增殖提供优势，但它也可能支持癌细胞增殖，这可能导致不良并发症。因此，在应用EOs于皮肤组织工程之前，必须彻底表征其提取方法，阐明其分子靶点和受影响的细胞通路，并全面评估其药理学特性和生物活性。
**4.4 可扩展性和成本效益**
在组织工程中，可扩展性和成本效益对于EOs在转化医学和实际应用中的开发至关重要。尽管当前研究支持的EOs优越特性使其成为医学应用中的独特工具，但由于成分和功效问题，产品开发中的缺陷值得注意
[61]。
特别是，EO成分随植物物种、地理来源和提取方法的变化阻碍了其产品开发过程中要实施的优化和标准化过程。此外，EOs的提取和纯化过程需要大量植物材料和能量，这在生产成本和可持续性方面是一个重大限制
[62]。成本问题不仅限于此。EO整合的组织工程应用涉及先进技术、复杂制造过程和额外成本
[63]。另一个成本因素是EO浓度与潜在细胞毒性之间的平衡。这种优化过程可以通过精确配方和质量保证控制机制实现。
总之，虽然EOs在组织工程中具有显著治疗潜力，但其可扩展和成本效益的生产需要优化EO提取、标准化和配方过程。虽然纳米技术和聚合物科学的进步已使EOs更高效整合成为可能，但仍需进一步研究以简化生产并降低成本，以便广泛临床应用和商业使用。
**5 当前证据和未来临床方向**
将精油整合到基于生物材料的结构中，在皮肤组织工程中表现出多功能治疗效果。临床前研究表明，功能性EO基质对常见伤口病原体如金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）、表皮葡萄球菌（*Staphylococcus epidermidis*）和白色念珠菌（*Candida albicans*）表现出显著抗菌活性。除了感染控制，EOs已被报告调节炎症反应并增强成纤维细胞增殖和迁移。例如，一项近期
