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透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶载三七总皂苷在糖尿病皮肤损伤修复中应用

谭维群

透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶载三七总皂苷在糖尿病皮肤损伤修复中应用

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作者信息

  • 1. 重庆理工大学
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摘要

糖尿病是世界范围内的高发疾病之一,糖尿病皮肤损伤则是常见的糖尿病并发症的表现形式。目前糖尿病皮肤损伤修复的临床治疗方法有手术清创、高压氧治疗和足底卸压等。随着水凝胶敷料研究不断深入与改进,制备具有良好生物相容性和创面修复能力的水凝胶敷料成为研究热点。水凝胶具有三维网络结构,含水率大于90%,能够保持伤口湿润并吸收多余伤口渗液,且能包载药物或生物活性因子,成为一种很好创面修复材料。糖尿病皮肤损伤早期,相较于临床治疗糖尿病皮肤损伤,水凝胶敷料具有降低治疗成本、无需专业人士帮助可自行进行敷料更换,加快伤口愈合从而降低病人痛苦。本课题拟制备出载三七总皂苷透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶敷料,表征分析敷料的物理性能和生物学性能,并通过糖尿病大鼠创面修复实验验证愈合效果。 通过溶胀性能和保水性能测定,优化透明质酸和羧甲基壳聚糖水凝胶基底的成分配比,分别采用化学交联和物理冻融的方法分别制备透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶和透明质酸水凝胶作为敷料基底材料,通过测试溶胀率、含水量和药物释放,对水凝胶敷料基底材料的物理性能进行表征;利用扫描电镜、傅里叶红外扫描对水凝胶敷料基底材料进行形貌及结构表征;研究载药水凝胶敷料对小鼠成纤维细胞的影响,并分别对载药水凝胶敷料进行血液相容性、抗氧化和抗炎性能进行评价;构建糖尿病大鼠皮肤损伤模型,观察实验大鼠创面修复、修复后组织进行HE染色、免疫组化和Masson染色,取大鼠静脉血检测大鼠炎症因子表达。 实验结果表明:透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶基底的最佳配比:透明质酸含量为1%(w/v)、羧甲基壳聚糖含量为5%(w/v);物理法制备的透明质酸水凝胶中透明质酸含量为1%(w/v)。经过EDC/NHS化学交联的透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶能吸收自身重量29倍的水,且凝胶分数在60%以上具有良好的稳定性;物理冻融透明质酸水凝胶与化学交联的复合水凝胶含水率均在99%以上,并且两种水凝胶给湿率均大于9%;傅里叶红外扫描分析化学交联的复合水凝胶主要酰胺键结合,而物理冻融透明质酸水凝胶主要是氢键结合;化学交联的复合水凝胶孔隙直径大于物理冻融水凝胶;两种水凝胶在相同pH条件下模拟体液中三七总皂苷释放率高于PBS缓冲液,其中复合水凝胶24h可持续释放,释放率达到76%,高于物理法制备的透明质酸水凝胶的23.6%;两种载药水凝胶均能抑制巨噬细胞分泌NO,具有抑制炎症反应的功效;且载药透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶比物理法制备的载药透明质酸水凝胶有更好的清除自由基能力;通过细胞毒性实验和血液相容性实验,表明载药透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶良好的生物相容性和血液相容性,但物理法制备的透明质酸水凝胶不具备符合临床医用的生物性能。在糖尿病大鼠创面修复实验中,载药敷料上调血清中IL-10、bFGF和VEGF表达,抑制TNF-α和IL-6的表达;16天时实验组创面愈合率达到97.04%,比空白对照组提前4天愈合。 综上所述,本课题通过比较化学交联法制备的载药透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶和物理法制备的载药透明质酸水凝胶各种性能,化学交联法制备的透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶敷料基底材料具有良好的溶胀性、保水性和三维空间结构,载三七总皂苷的透明质酸/羧甲基壳聚糖水凝胶敷料具有抗氧化性和抗炎性;将三七总皂苷载入敷料基底材料后,药物能在24h持续释放,释放率可达76%;载药复合水凝胶的的生物相容性和血液相容性均满足临床医用要求,经动物实验结果证明该水凝胶敷料能加速糖尿病皮肤创面愈合,为治疗糖尿病皮肤损伤的治疗提供一种新的方法。

关键词

载药复合水凝胶/透明质酸/羧甲基壳聚糖/制备工艺/糖尿病皮肤损伤/创面修复

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授予学位

硕士

学科专业

生物医学工程

导师

张丽杰

学位年度

2022

学位授予单位

重庆理工大学

语种

中文

中图分类号

R3
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