皮肤是我们身体最大的器官，是抵御紫外线辐射、化学物质和微生物等环境危害的主要防御系统。然而，有时皮肤会暴露在恶劣的外部环境条件下，使其容易受到伤害。幸运的是，皮肤具有复杂的自我修复机制，可以启动快速修复过程。然而，损伤反应修复的多个细胞方面可能在个体中受损，从而影响伤口闭合。受损组织再生的一个重要解决方案是使用基于水凝胶的生物材料，该材料可以模拟细胞外基质（ECM）的许多特征并促进受损组织功能的恢复，从而控制细胞行为。
本研究提出了一种由负载有HPCE （CA/HPCE）的壳聚糖/藻酸盐支架制成的水凝胶伤口敷料。该水凝胶表现出卓越的机械性能和高膨胀能力。此外，它还显示出有效的抗菌、抗氧化和抗炎活性，能够很好的促进伤口愈合。体内研究证实，该系统在减少炎症的同时加速了再上皮化、新生血管形成和胶原蛋白沉积。
图1.贯叶丝桃愈伤组织提取物（HPCE）重要活性成分的示意图。
HPCE是生物活性化合物的丰富来源，可为伤口敷料提供惊人的性能（图1）。
图2.支架的结构表征。
与CA（壳聚糖-藻酸盐混合物）和HPCE的光谱相比，CA/HPCE的FTIR光谱显示出变化，证实了这些物质的掺入。含有HPCE的样品表现出均匀的结构和更紧凑的内部网络，会提高它们的强度（图2）。
图3.水凝胶的机械性能。
CA的压缩模量高于含有HPCE的样品。溶胀研究表明，与其他支架相比，CA样品表现出更高的溶胀率 （图3）。
图4.支架的MTT 检测。
结果显示细胞增殖随着HPCE浓度的增加而增加。FESEM分析评估HFF2对CA/HPCE支架的粘附水平。这项研究的结果证实了细胞成功附着和强烈粘附到支架上（图4）。
图5.水凝胶的抗菌机制。
实验证明CA/HPCE500抗菌效果良好及HPCE浓度越高，抗菌效果越好（图5）。
图6.体内伤口愈合情况。
样品组对于伤口愈合的效果最好（图6）。
在这项研究中，通过将壳聚糖海藻酸盐与贯叶连翘愈伤组织提取物（CA/HPCE）相结合，成功开发了一种高效的水凝胶敷料，该提取物以其抗菌、抗氧化和抗炎特性而闻名。这款水凝胶敷料的表征验证了它们的多孔结构、高溶胀能力、合适的生物降解性和足够的强度。此外，体外实验证明了这种伤口敷料具有出色的生物相容性，并且发现CA/HPCE显着促进成纤维细胞的迁移。体外抗菌试验显示，CA/HPCE对多种细菌表现出很强的抑制作用。动物研究进一步证实了CA/HPCE显著的伤口愈合和重建能力。
近期，该研究成果以“Chitosan-Alginate Hydrogel Enriched with Hypericum perforatum Callus Extract for Improved Wound Healing and Scar Inhibition”为题发表于学术期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》，论文第一作者为Tayebeh Zivari-Ghader，通讯作者为丹麦技术大学Mehdi Mehrali。
撰稿人：胡惠钧
审稿人：李珂欣
论文全文链接
https://doi.org/10.1021/acsami.4c15091
抗菌抗污材料前沿
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