《Materials Today Communications》：Chitosan-Based Bioactive Composite Film Reinforced with Cynodon Dactylon Extract for Rapid Hemostatic Wound Healing
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本研究旨在制备一种使用聚乙烯醇、壳聚糖和狗牙根提取物的生物活性伤口修复膜，以评估其止血、抗菌和伤口愈合性能。复合膜（S4）显示出良好的亲水性（水接触角：75.25 ± 1.36°）、机械强度（拉伸强度：2.71 ± 0.18 N/mm2）、结构稳定性以及适当的
本研究旨在制备一种使用聚乙烯醇、壳聚糖和狗牙根提取物的生物活性伤口修复膜，以评估其止血、抗菌和伤口愈合性能。复合膜（S4）显示出良好的亲水性（水接触角：75.25 ± 1.36°）、机械强度（拉伸强度：2.71 ± 0.18 N/mm2）、结构稳定性以及适当的水蒸气透过率（水蒸气透过率：1000.43 ± 13.89 g/m2/day），使其能够有效吸收伤口渗出物并维持良好的伤口环境。复合膜（S4）的血凝指数（BCI）从6分钟时的92.57%逐渐下降至12分钟时的87.13%，表明在实验期间血凝块逐步形成。尽管纯PVA/CS膜表现出更优的内在凝血性能，但S4复合膜仍保持了满意的止血活性。血小板和红细胞黏附研究证实，S4复合膜与血液成分保持了足够的相互作用以支持血凝块形成，尽管纯PVA/CS膜显示出更高的血细胞黏附。体内研究表明，该膜具有显著的抗菌活性以及对伤口组织的强黏附性，有助于稳定血凝块并保护伤口区域。组织学分析和伤口愈合观察表明，与未处理伤口相比，该膜促进了更快的组织再生、减少了纤维组织积累并改善了表皮层恢复。土壤掩埋试验中，该膜因其亲水性而表现出快速生物降解，表明其良好的环境相容性。总体而言，所开发的PVA/CS/狗牙根复合膜通过维持满意的止血性能同时提供增强的抗菌活性和改善的组织修复，展现出作为可持续伤口敷料材料的强大潜力。
**论文解读文章**
**研究背景**
皮肤作为人体最大的器官，保护机体免受微生物入侵、紫外线辐射、极端环境及物理损伤。伤口愈合是一个复杂的动态生物学过程，依次经历止血、炎症、细胞增殖和组织重塑阶段。传统敷料（如纱布、泡沫、软膏、抗菌剂及抗生素基敷料）多数无法提供平衡的湿度或有效的抗菌保护，且去除时可能损伤新生的组织。因此，开发兼具促组织修复和抗感染功能的多功能敷料成为迫切需求。
**现存问题与研究目的**
细菌感染（如鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等）是伤口愈合的主要障碍，严重感染可致坏死、败血症甚至死亡。天然生物聚合物因其可降解性、生物相容性和内在生物活性而备受关注，其中壳聚糖（CS）具有优异的止血、抗菌和生物黏附特性，但纯CS膜机械强度不足。聚乙烯醇（PVA）虽亲水、无毒，但纯PVA膜力学和生物活性有限。尽管已有研究将植物提取物、精油或无机纳米颗粒引入PVA/CS基体，但部分体系存在止血效率不足、生物相容性有限、湿度管理差或敷料移除困难等问题。因此，开发能同时促进快速止血、预防感染、维持有利微环境并加速组织再生的多功能敷料仍具挑战。本研究利用狗牙根（Cynodon dactylon）提取物，该植物在传统医学中用于止血、抗炎、抗菌和促进伤口愈合，将其引入PVA/CS基质，期望增强复合膜的生物活性，实现快速止血与高效愈合的双重目标。
**研究内容与结论**
研究人员通过溶剂浇铸法制备了不同狗牙根提取物含量的PVA/CS/狗牙根复合膜（S0–S4）。理化表征显示，S4膜（含4%提取物）具有最佳综合性能：拉伸强度达2.71 N/mm2，水接触角75.25°，水蒸气透过率1000.43 g/m2/day，溶胀率114.29%。FTIR证实了各组分间氢键等分子间相互作用；FESEM观察到提取物引入后膜表面形成微孔结构，有利于渗出液吸收和血细胞黏附。体外止血实验表明，尽管纯PVA/CS膜（S0）的血凝指数（BCI）最低（6分钟69.65%，12分钟62.28%），但S4膜的BCI值（6分钟92.57%，12分钟87.13%）仍显著低于纱布对照组，且红细胞和血小板黏附能力满足止血需求。体外抗菌实验显示，含狗牙根提取物的膜对金黄色葡萄球菌、痢疾志贺氏菌、大肠杆菌和鲍氏志贺氏菌均产生明显抑菌圈，且随提取物浓度增加抑菌效果增强。小鼠全层皮肤缺损模型体内伤口愈合实验表明，S4膜处理组在第10天伤口闭合率达98.09%，显著高于未处理对照组（75.15%）和Nebanol标准治疗组（83.78%），且仅需更换一次敷料。组织学H&E染色显示S4膜组在第10天已形成完整上皮层、新生血管增多、炎症反应减轻，并进入重塑阶段。细胞毒性实验（Vero细胞）显示S4膜细胞存活率达95%，无显著毒性。皮肤刺激性实验证实该膜无红斑、水肿等不良反应。土壤埋藏降解实验表明，膜在30天内降解，环境友好。
**论文发表信息**
该论文发表在《Materials Today Communications》。
**关键技术与方法**
研究人员采用溶剂浇铸技术制备复合膜，关键表征方法包括：傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析化学相互作用；场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察表面形貌；万能试验机（UTM）测试力学性能；静态水接触角（WCA）测量表面润湿性；水蒸气透过率（WVTR）评估湿度调节能力；溶胀实验测定吸液能力；土壤掩埋实验评估生物降解性；琼脂扩散法评估抗菌活性；体外血凝指数（BCI）及红细胞/血小板黏附实验评价止血性能；小鼠全层皮肤缺损模型（8-10周龄雌性小鼠，25-30g，来自孟加拉国拉杰沙希大学）进行体内伤口愈合评估；组织学H&E染色观察组织再生；Vero细胞细胞毒性实验（ISO 10993-5/12）评估生物相容性。
**研究结果**
- **3.1 膜的定性评价**：含提取物的膜呈黄色至暗黄色，透明度降低，柔韧性良好，表面均匀。
- **3.2 傅里叶变换红外光谱**：FTIR显示PVA、CS和狗牙根提取物的特征峰均保留，且O–H和N–H峰宽化、位移，证实氢键等分子间相互作用。
- **3.3 表面形貌**：FESEM显示纯PVA/CS膜表面致密，含提取物膜出现微孔结构，且随提取物浓度增加孔隙增多，有利于渗出液吸收和血细胞黏附。
- **3.4 机械性能**：拉伸强度随提取物含量增加从1.06 N/mm2（S0）升至2.71 N/mm2（S4），断裂伸长率呈非线性变化，杨氏模量先降后升，表明提取物与PVA/CS协同增强力学性能。
- **3.5 表面润湿性、吸水能力及水蒸气透过性**：水接触角从S0的88.76°降至S4的75.25°，表明亲水性增强；WVTR在973–1433 g/m2/day范围内，适合低至中渗出量伤口；溶胀率从225.34%（S0）降至114.29%（S4），但平衡吸液能力仍适宜。
- **3.6 生物降解研究**：土壤掩埋30天后，纯PVA/CS膜失重最多，含提取物膜失重较少，但降解速率可控，有利于维持敷料完整性。
- **3.7 抗菌评价**：含提取物膜对金黄色葡萄球菌、痢疾志贺氏菌、大肠杆菌和鲍氏志贺氏菌均产生抑菌圈，且S4膜抑菌效果最优，优于纯PVA/CS膜。
- **3.8 膜的止血活性**：血液吸收能力在12秒时达4.5–5.6 g/g（S4为4.5 g/g），优于纱布（4.9 g/g）；红细胞和血小板黏附实验显示S0膜黏附率最高，但S4膜仍具良好黏附能力；BCI值随时间下降，S4膜在6分钟和12分钟分别为92.57%和87.13%，低于纱布，表明有效止血。
- **3.9 体内伤口愈合性能**：皮肤刺激性实验无红斑/水肿；伤口愈合率在第10天S4膜达98.09%，显著高于对照组（75.15%）和Nebanol组（83.78%），且仅需一次敷料更换；组织学显示S4膜组上皮化完整、血管新生、炎症轻。
- **3.10 细胞毒性评估**：S4膜对Vero细胞存活率达95%，无细胞毒性。
**结论**
本研究成功开发了由PVA、壳聚糖（CS）和狗牙根（Cynodon dactylon）提取物组成的生物活性复合膜，旨在解决伤口管理中感染、出血控制和延迟愈合等关键问题。添加狗牙根提取物显著改善了膜的理化与生物学性能：膜表面润湿性增强、溶胀行为可控、机械强度可接受，满足有效伤口治疗需求。体外止血评价显示满意的凝血性能，而体内伤口愈合研究表明，与未处理对照组和Nebanol治疗组相比，复合膜处理组加速了伤口闭合并改善了组织再生。组织病理学分析进一步证实，膜处理组上皮再形成增加、炎症减轻、组织再生加速。复合膜的多孔微观结构结合狗牙根提取物的生物活性植物成分，有望促进有利的细胞-材料相互作用并支持伤口愈合。此外，膜未表现出明显的皮肤刺激性，且具有可接受的生物相容性，表明其局部应用的安全性。总体而言，聚乙烯醇/壳聚糖/狗牙根提取物膜（S4）代表了一种可行、可持续且高效的替代传统伤口敷料的选择，提供了满意的止血性能以及增强的伤口愈合潜力。这些发现支持了所开发膜作为伤口敷料应用候选材料的潜力。
