三七花总皂苷仿贻贝水凝胶的制备及其在伤口愈合中的应用

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目的:仿制海洋贻贝黏附性原理,合成邻苯二酚改性壳聚糖(CMC),以其为原料制备仿贻贝水凝胶,并与三七花总皂苷(PNF)相结合制备两种不同的载药仿贻贝水凝胶,同时考察几种水凝胶对小鼠皮肤伤口的治疗效果,以期为伤口敷料以及相关产品的开发与应用提供新的思路与方法。方法:以席夫碱还原反应为原理,合成邻苯二酚改性壳聚糖,利用FTIR,~1HNMR,UV-Vis对其结构进行表征,并考察改性壳聚糖的抗菌效能。以邻苯二酚改性壳聚糖为原料,制备Fe3+-CMC和IO4--CMC两种仿贻贝水凝胶,分别对两种仿贻贝水凝胶的成胶时间、体外溶胀性和降解度、流变性、粘结强度、抗菌性、电镜结构等进行考察,探索其成胶机制。以三七花总皂苷为模型药物,制备Fe3+-CMC-PNF和IO4--CMC-PNF两种三七花总皂苷仿贻贝水凝胶,分别考察两种水凝胶的体外药物释放情况、对豚鼠皮肤刺激性、以及对小鼠全层皮肤伤口的治疗效果。结果:合成的邻苯二酚改性壳聚糖接枝率高达96.3%,对大肠杆菌和葡萄球菌均具有良好的抗菌效果。制备的两种仿贻贝水凝胶成胶时间短,粘结强度高。IO4--CMC水凝胶发生的是氧化交联反应,内部呈现片状结构,为典型的胡克固体模型;Fe3+-CMC水凝胶主要发生的是氧化配位双重交联反应,内部呈现多维孔状结构,非胡克固体模型和麦克斯韦尔粘弹性模型。(3)两种三七花总皂苷仿贻贝水凝胶对豚鼠皮肤无刺激性,符合皮肤外用制剂的皮肤刺激性要求。Fe3+-CMC-PNF水凝胶可以持续缓慢释放PNF,在p H=5和p H=6.8的PBS缓冲液中60 h累计释放率分别为90.85%和66.04%;IO4--CMC-PNF水凝胶在前12 h迅速释放PNF,在随后的12-60 h内,PNF缓慢释放直至稳定,在p H=5和p H=6.8的PBS缓冲液中其60 h累积释放率分别达到56.62%和43.19%。较对照组而言,未载药和载药四种仿贻贝水凝胶均可有效促进伤口的愈合,其中载药Fe3+-CMC-PNF水凝胶和IO4--CMC-PNF水凝胶治疗效果更明显,尤其是Fe3+-CMC-PNF水凝胶治疗后伤口基本完全愈合且不留疤痕,H&E染色组织学观察也进一步验证了载药水凝胶对伤口的修复作用。结论:壳聚糖衍生物合成方法可靠,CMC接枝率高达96.3%。制备的两种三七花总皂苷仿贻贝水凝胶(Fe3+-CMC-PNF、IO4--CMC-PNF)对豚鼠皮肤无刺激性,通过扩散和溶蚀协同作用释药,能有效促进小鼠全层皮肤伤口的愈合。研究结果为仿贻贝水凝胶在伤口愈合中的应用与研究提供了理论依据,同时为伤口敷料以及相关产品开发提供新的思路与方法。
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