基于氧化倒提壶多糖的简便生物相容性水凝胶用于促进伤口愈合

A Facile and Biocompatible Hydrogel Based on Oxidized Brachybotrys paridiformis Polysaccharide for Enhanced Wound Healing.

作者信息Na Zou, Jie Zhou, Xifan Mei, Qing Chen, Sitong Wu
PMID41970821
期刊ACS Omega
发布时间2026-03-28
DOI10.1021/acsomega.5c12446

实验完整度

包括体外细胞实验(HUVECs增殖和迁移)、体内动物模型(小鼠全层皮肤缺损)以及材料表征和功能验证。

主要模型

人脐静脉内皮细胞(HUVECs) 昆明小鼠全层皮肤缺损模型

重点核对

水凝胶提取物浓度(50–800 μg/mL)与细胞活性和迁移的剂量依赖性关系 小鼠分组(阴性对照、3M阳性对照、BPP、水凝胶、正常)及样本量(n=5) 伤口面积测量时间点(0, 3, 6, 9, 12, 15天) 水凝胶制备条件(OBPP 30% w/w 与 CMCS 20% w/w 等体积混合) 统计方法(单因素和双因素方差分析,Tukey检验)

摘要

从可食用植物倒提壶中提取倒提壶多糖(BPP),并通过单因素实验结合响应面法系统优化其提取条件。在提取的BPP基础上,通过氧化BPP(OBPP)与O-羧甲基壳聚糖(CMCS)之间的席夫碱反应制备了一种创新的水凝胶伤口敷料。所得OBPP/CMCS水凝胶具有高度互连的多孔结构和理想的溶胀特性,同时表现出优异的生物相容性和促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)体外迁移的能力。体内研究表明,该水凝胶具有突出的伤口愈合性能,表现为加速伤口闭合和抑制瘢痕的组织再生。第9天时,水凝胶处理组的伤口面积(7.59 ± 1.83%)显著小于对照组(44.14 ± 18.22%)。第15天时,水凝胶组几乎完全愈合,皮肤光滑无痂,而其他组则未完全恢复。这些发现强调了该水凝胶作为一种有效且多功能的伤口敷料的强大潜力。

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
如何利用倒提壶多糖构建一种简便、生物相容的水凝胶伤口敷料,并评估其促进伤口愈合的效果?
核心机制
OBPP/CMCS水凝胶通过席夫碱反应形成交联网络,具有多孔结构和良好的溶胀性,能促进HUVECs迁移,并通过加速再上皮化、胶原排列和毛囊新生来促进伤口愈合。
主要证据
体外CCK-8和划痕实验显示水凝胶促进HUVECs增殖和迁移;体内小鼠全层皮肤缺损模型显示水凝胶组第9天伤口面积显著小于对照组,第15天几乎完全愈合,组织学显示更好的表皮和胶原再生。
研究意义
该研究为基于天然多糖的功能性伤口敷料的开发提供了实验证据,并指出未来可进一步研究其在复杂伤口(如糖尿病溃疡)中的应用。

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

BPP提取与优化

确定BPP的最佳提取工艺条件,以获得高产率的多糖。

采用热水提取和乙醇沉淀法提取BPP,并通过单因素实验和Box-Behnken设计(BBD)优化温度、时间、液固比和提取次数。

2

BPP抗氧化活性测定

评估BPP清除自由基的能力。

测定BPP对DPPH、羟基和ABTS自由基的清除活性,计算IC50值。

3

OBPP/CMCS水凝胶制备与表征

制备水凝胶并验证其化学结构和物理性质。

通过高碘酸钠氧化BPP制备OBPP,再与CMCS通过席夫碱反应制备水凝胶,并进行FT-IR、流变学、SEM、溶胀和保湿性能测试。

4

体外生物相容性评估

评估水凝胶对细胞活力和血液的相容性。

使用CCK-8检测BPP和水凝胶提取物对HUVECs活力的影响,并进行溶血试验。

5

体外细胞迁移实验

评估水凝胶对HUVECs迁移的影响。

细胞划痕实验,在0、24、48小时观察伤口闭合。

6

体内伤口愈合实验

评估水凝胶在活体中的伤口愈合效果。

建立小鼠全层皮肤缺损模型,施加不同处理,定期拍照记录伤口面积,并进行组织学染色。

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
1,1-二苯基-2-苦基肼Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.--
过氧化氢Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.--
葡萄糖标准品Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.--
透析膜(3.5 kDa)Beijing Biotopped Technology Co., Ltd.--
透析膜(8-14 kDa)Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd.--
青霉素/链霉素Beijing Labgic Technology Co., Ltd.--
磷酸盐缓冲液Beijing Labgic Technology Co., Ltd.--
优质胎牛血清Beijing Labgic Technology Co., Ltd.--
0.05%胰酶消化液Shanghai Biocytogen Reagent Co., Ltd.--
DMEM培养基Wuhan Pricella Biotechnology Co., Ltd.--
O-羧甲基壳聚糖Shanghai Rhawn Reagent Co., Ltd.--
分析级化学品Xilong Scientific Co., Ltd.--
Nicolet 6700 傅里叶变换红外光谱仪Thermo Fisher Scientific--
MCR92旋转流变仪Anton Paar--
日立S4800扫描电子显微镜Hitachi--
FLUOstar Omega酶标仪BMG LABTECH--
倒置显微镜(AE2000)Motic--
3M Cavilon无痛皮肤保护膜3M Health Care--

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
BPP提取
提取温度、时间、液固比、提取次数
阅读提示:见2.2节及支持信息S1
OBPP合成
BPP与高碘酸钠比例、反应时间、透析条件
阅读提示:见2.4节
水凝胶制备
OBPP与CMCS浓度比、混合方式、凝胶化时间
阅读提示:见2.4节
体外细胞实验
HUVECs培养条件、提取物浓度、孵育时间
阅读提示:见2.10和2.11节
体内动物实验
小鼠品系、分组、伤口大小、处理频率、观察时间点、样本量
阅读提示:见2.12节