负载香桃木提取物的明胶/羧甲基纤维素（GEL/CMC）抗炎水凝胶用于加速伤口愈合的体外与体内研究

《SKIN RESEARCH AND TECHNOLOGY》：Design of a Gelatin/Carboxymethyl Cellulose Hydrogel Containing Myrtus Communis Extract with Anti-inflammatory Capabilities for Accelerated Wound Healing; in Vitro and in Vivo Study

　　

摘要

背景：实现损伤后最佳皮肤完整性需要使用具有理想水凝胶性能的伤口敷料。本研究旨在开发一种主要由明胶和羧甲基纤维素（gelatin/carboxymethyl cellulose, GEL/CMC）制成的水凝胶。

方法与材料：研究人员将香桃木（Myrtus communis）提取物掺入水凝胶中，以评估其对全层伤口的愈合效果。该植物提取物作为炎症调节剂，促进增殖和促血管生成因子，而天然聚合物支持这些过程。对香桃木和水凝胶的表征涉及多种方法，包括力学性能、形态学、血液相容性、细胞毒性和动物试验的评估。

结果：该水凝胶呈现出具有互连孔道的多孔设计，平均孔径为119.73 ± 13.67 μm。它们在48小时内还表现出高达初始重量90%的溶胀能力。该水凝胶还表现出生物相容性和血液相容性特征。在最后阶段，动物模型中的伤口愈合评估显示，使用合成水凝胶显著增强了愈合过程（伤口面积闭合率：88.73 ± 3.95%）。

结论：总之，该支架在促进组织再上皮化和再生方面显示出潜力，使其成为改善皮肤伤口愈合的高度有利选择。

皮肤是人体最大的器官，易受热冲击、微生物感染、紫外线（ultraviolet, UV）和机械损伤，压力性溃疡（pressure ulcers, PUs）等创面不仅给患者带来痛苦，且治疗费用高昂。水凝胶敷料因能缩短伤口愈合时间、高吸收渗出液、保持创面湿润、可负载药物并易于患者使用等优势，已成为当前创面护理的研究热点。明胶（gelatin）来源于胶原，具有类细胞外基质（extracellular matrix, ECM）的物理化学特性及高创面渗出液吸收能力；羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose, CMC）则具有吸收渗出物、柔韧性、自溶性清创和促进血管生成等优点。香桃木（Myrtus communis）是传统药用植物，具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗糖尿病、神经保护等多种药理活性，但既往研究多缺乏有效递送系统，难以在创面局部实现持续吸收和水分保持。为此，研究人员开发了一种以明胶和CMC为骨架、负载香桃木提取物的水凝胶，以期利用其多孔结构和持续释放特性，为全层皮肤伤口提供湿润愈合环境并加速组织修复。

研究人员采用冷冻干燥法制备了含不同浓度香桃木提取物（0%、0.1%、0.5%、1%、5%、10% w/w）的GEL/CMC多孔水凝胶。关键表征方法包括：扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）观察微观形貌；傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR）分析化学结构；锥板黏度计测定流变学性质；在磷酸盐缓冲液（phosphate-buffered saline, PBS）中评估溶胀率、降解率及药物释放；通过溶血率和凝血指数评价血液相容性；pH计测定酸碱度；采用牛血清白蛋白（bovine serum albumin, BSA）热变性抑制实验评估抗炎活性；使用MTT法检测3T3成纤维细胞活力。体内实验使用18只雄性Wistar大鼠（体重200–220 g，2月龄，来源于伊朗巴斯德研究所），随机分为3组：阴性对照组（无菌纱布）、GEL/CMC水凝胶组和GEL/CMC/Myrtus communis（0.5%）组，每组6只。在大鼠背部制作1.5 cm × 1.5 cm全层皮肤缺损，每48小时更换敷料，第7天和第14天计算伤口闭合率，并通过苏木精-伊红（hematoxylin and eosin, H&E）和Masson三色染色进行组织学半定量评分。动物实验经Shahroud医科大学伦理委员会批准（IR.SHMU.AEC.1401.006）。

研究结果如下。

形态学评估：SEM图像显示水凝胶具有互连的多孔结构，GEL/CMC/Myrtus communis（10%）的平均孔径为119.73 ± 13.67 μm，有利于细胞黏附、迁移和营养传递。

FTIR分析：FTIR光谱中观察到CMC的C-H、-COO_asy、-COO_sym等特征峰以及明胶酰胺C=O吸收峰；加入提取物后出现酚类O-H、C-O、C=C