摘要
糖尿病创面是糖尿病的并发症之一，是一种典型的慢性创面。糖尿病会引起免疫系统的紊乱，创面易受细菌侵袭造成感染。同时糖代谢会产生过量的活性氧，导致创面氧化应激。感染和氧化应激会造成创面长期处于炎症期，创面微环境不利于细胞迁移和组织再生。改善糖尿病创面的微环境是实现创面有效愈合的关键。目前水凝胶敷料越来越多的应用于慢性创面研究，而目前大多数的水凝胶多为预制品，并且功能单一，无法满足不同形状、深度的伤口，不利于细胞侵入生长。因此，开发一种具有原位成形的多功能水凝胶敷料是非常有必要的。 针对糖尿病创面易感染、氧化应激以及持续炎症等特点，本研究设计了一种具有可注射、原位成形、抗菌和抗氧化的原位光交联丝素蛋白基水凝胶。主要的研究内容包括： （1）利用甲基丙烯酸缩水甘油酯与丝素蛋白（SF）进行开环反应，制备具有光敏活性的甲基丙烯酰化丝素蛋白。红外光谱和核磁共振氢谱表征证实了甲基丙烯酰化丝素蛋白的成功合成。通过将高锰酸钾与牛血清白蛋白进行氧化还原反应，成功合成了一种以牛血清白蛋白为模板的二氧化锰纳米粒子（BMNPs）。通过红外光谱、X射线光电子能谱、动态光散射和细胞毒性分析，证实成功合成了二氧化锰纳米粒子，二氧化锰纳米粒子在0.01%浓度以下对L929细胞的毒性较低，平均粒径为170±34.45nm，粒子的Zeta电位为-18.1mV。 （2）天然抗菌肽ε-聚赖氨酸（EPL）与纳米酶BMNPs通过静电作用复合，然后与甲基丙烯酰化丝素蛋白溶液共混，在LAP光引发剂和405nm紫外光的作用下，形成SF@(EPL-BM)复合水凝胶。SF@(EPL-BM)水凝胶的微观形貌为均匀多孔结构，宏观上呈现出浅棕色，并且可制备成不同形状。该水凝胶在48h内缓慢达到溶胀状态，最高溶胀率为80.54±0.37%。室温下，SF@(EPL-BM)水凝胶在48h后仍然保持48.75±0.69%的含水率。水凝胶在中性蛋白酶溶液中，21天降解了85%以上。力学测试表明，SF@(EPL-BM)水凝胶抗压强度为72.00±4.36kPa，对猪皮的最高黏附强度为31.608±3.511kPa。抗菌测试表明，EPL赋予的水凝胶显示出广谱抗菌能力，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率高达96%，而且其持久抑菌时间也超过了48h。此外，抗氧化测试表明该水凝胶对·DPPH和·O-2的清除率分别在95%和98%以上。 （3）CCK-8结果表明，SF和SF@(0.7EPL-BM)水凝胶对L929细胞表现出低毒性，SF@(1.0EPL-BM)对L929细胞的毒性较大。活死染色结果表明，水凝胶对L929细胞形貌无影响。进一步的，在氧化损伤实验中，SF@(0.7EPL-BM)水凝胶的浸提液可以抵抗990μMH2O2溶液对L929细胞造成的损伤。在氧化应激实验中，SF@(0.7EPL-BM)水凝胶可以有效降低ROS水平。 （4）通过链脲佐菌素成功建立了糖尿病小鼠模型，并且评估了SF@(0.7EPL-BM)水凝胶在金黄色葡萄球菌感染的糖尿病创面的应用效果。体内实验表明，该水凝胶在14d内有效加快伤口的愈合进程，清除了伤口细菌，降低了伤口ROS水平。免疫组化证明，伤口微环境得到改善，促炎因子TNF-α表达水平下降，血管生成因子CD31表达水平上升。Hamp;E和Masson染色表明，创面新生组织、皮肤附件以及胶原沉积明显。
NETL