可注射热敏复合水凝胶用于持续纳米颗粒递送和增强伤口愈合

Injectable Thermosensitive Composite Hydrogels for Sustained Nanoparticle Delivery and Enhanced Wound Healing.

作者信息Yiting Qiu, Zhiyun Cheng, Meiyan Liu, Dagui Zhang, Xia Gao, Longxiang Feng, Xianxiang Xu, Haoyang You, Xunxun Wu, Yong Diao
PMID41892514
期刊Gels
发布时间2026-02-25
DOI10.3390/gels12030191

实验完整度

文献包含体外细胞实验(HaCaT迁移、增殖、氧化应激保护)和体内小鼠全层伤口模型,并进行了功能验证(抗氧化、促迁移)和机制验证(ROS清除、组织学分析),多个证据层级。

主要模型

HaCaT角质形成细胞 小鼠全层皮肤伤口模型 F127−Lys−PC@SGNPs复合水凝胶

重点核对

SGNP浓度:1 mM(基于青藤碱含量) HaCaT细胞密度:5×10^3细胞/孔 H2O2浓度:400 μM,处理4小时 小鼠伤口直径:约1 cm,每日处理200 μL水凝胶 统计:n=6(体内),p<0.05

摘要

伤口愈合常因过度氧化应激、持续炎症和组织再生能力不足而受损。为解决这些挑战,开发了一种基于Pluronic F127(F127)、磷脂酰胆碱(PC)和L-赖氨酸(Lys)的热敏可注射复合水凝胶,用于持续递送青藤碱-没食子酸纳米颗粒(SGNPs)并加速伤口修复。该水凝胶通过物理相互作用在生理温度下发生快速溶胶-凝胶转变,具有优异的可注射性和原位凝胶化能力。优化后的复合水凝胶表现出改善的机械性能、增强的结构稳定性和均匀的多孔微结构。F127−Lys−PC@SGNPs水凝胶显示出优异的整体稳定性和血液相容性,同时能够持续释放SGNPs长达24小时。得益于SGNPs的掺入,复合水凝胶表现出增强的抗氧化活性,有效清除自由基并减轻细胞氧化应激。体外实验表明,该水凝胶促进角质形成细胞迁移和增殖。此外,在小鼠全层皮肤伤口模型中,F127−Lys−PC@SGNPs治疗显著加速伤口闭合,促进再上皮化、血管生成和胶原沉积。总之,这种多功能热敏水凝胶为先进的伤口敷料提供了一个有前景的平台,集成了持续递送、抗氧化保护和组织再生功能。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何通过物理交联构建可注射热敏复合水凝胶,实现SGNPs的持续递送,并增强伤口愈合效果?
核心机制
F127−Lys−PC@SGNPs水凝胶通过物理交联网络提供持续释放,SGNPs赋予抗氧化活性(清除自由基、降低ROS),并促进角质形成细胞迁移和增殖,从而加速伤口再上皮化、血管生成和胶原沉积。
主要证据
体外HaCaT细胞划痕实验和CCK-8实验显示促进迁移和增殖;H2O2诱导氧化损伤模型显示细胞保护作用;小鼠全层伤口模型显示加速伤口闭合、再上皮化、血管生成和胶原沉积(H&E和Masson染色)。
研究意义
该水凝胶平台结合持续递送、抗氧化保护和组织再生,为先进伤口敷料提供安全、通用的可注射平台,拓展到组织工程应用。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

水凝胶制备与配方优化

确定最优组分浓度(F127, Lys, PC)以实现良好的凝胶化、可注射性和机械性能。

采用液-液分散法制备F127−Lys−PC和F127−Lys−PC@SGNPs水凝胶,筛选PC浓度(固定0.1%)、F127浓度(25%)、Lys浓度(0.3%)。

2

理化性质表征

表征水凝胶的结构、热稳定性、微观形貌和粒径分布。

使用FTIR、TGA、SEM、DLS等技术分析水凝胶的化学结构、热稳定性、内部孔隙结构和粒径、PDI、zeta电位。

3

体外药物释放和抗氧化活性评估

评估水凝胶对SGNPs的持续释放能力和抗氧化性能。

通过透析法测定释放曲线,ABTS法测定自由基清除活性。

4

体外细胞实验

评估水凝胶的细胞相容性、促迁移、促增殖和抗氧化保护作用。

使用HaCaT细胞进行CCK-8细胞活力、划痕迁移、H2O2诱导氧化损伤模型、活/死染色和ROS检测。

5

体内伤口愈合评估

评估水凝胶在小鼠全层皮肤伤口模型中的促愈合效果。

建立小鼠全层皮肤伤口模型,每日涂抹水凝胶,观察伤口闭合,并进行H&E和Masson染色组织学分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Pluronic F127Aladdin--
L-赖氨酸Aladdin--
磷脂酰胆碱(大豆来源,>98%)Macklin--
HaCaT细胞Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
胰蛋白酶-EDTA溶液(0.25%胰蛋白酶)Beyotime Biotechnology--
细胞计数试剂盒(CCK-8)Beyotime Biotechnology--
Calcein-AM/碘化丙啶(PI)活/死染色试剂盒Beyotime Biotechnology--
ROS检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
MCR 92旋转流变仪Anton Paar--
扫描电子显微镜Hitachi SU8010--
Zeiss Gemini 300Zeiss--
Hitachi S-4800Hitachi--
纳米粒度及Zeta电位分析仪Brookhaven Instruments Corporation--
GraphPad Prism 7.0----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
水凝胶配方
F127浓度25% (w/v)、Lys浓度0.3% (w/v)、PC浓度0.1% (w/v)、SGNP浓度1 mM(基于青藤碱)
阅读提示:Materials and Methods 4.2节及Table 1
细胞培养
HaCaT细胞培养基含10% FBS和1%青霉素-链霉素,培养条件37°C、5% CO2
阅读提示:Materials and Methods 4.11节
氧化损伤模型
H2O2浓度400 μM,处理时间4小时
阅读提示:Materials and Methods 4.11节及Figure 8B
体内伤口模型
小鼠品系C57BL/6、性别雄性、年龄6-8周、每组n=6,伤口直径约1 cm,水凝胶用量200 μL/天,SGNP浓度50和100 μM
阅读提示:Materials and Methods 4.12节及Figure 11
统计分析
数据以均值±标准差表示,n=3(体外)或n=6(体内),组间比较采用单因素方差分析及Tukey事后检验,p<0.05为显著
阅读提示:Materials and Methods 4.13节