基于植物纳米纤维素的壳聚糖复合纳米凝胶在感染创面修复中的应用研究

目的:传统医用敷料通常采用无菌纱布处理皮肤伤口,虽然能促进创伤愈合,但存在生物相容性差、难以降解、材料通透性差、难以维持创口湿润环境和自身抑菌效果差等缺点,容易导致继发感染,不利于伤口愈合。研究表明,壳聚糖(Chitosan,CS)是一种天然高分子材料,具有止血、抗菌和加速创面愈合的作用。聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)是一种安全性极高的有机物,具有良好的生物相容性。植物纳米纤维素(CNC)是一种天然高分子聚合物,具有透气性和吸水性好等特点,可作为水凝胶应用于创面修复。本研究将CS和PVA复合到CNC中,得到了 CS/PVA/CNC三元复合修复敷料,具有三者优点。通过探讨其作为抗菌功能敷料应用于创面修复的有效性和安全性,为大面积、难愈合的皮肤创面修复治疗提供了新的治疗方案。方法:本研究首先使用维素酶,在柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液对人造竹浆纤维进行酶解来制备植物纳米纤维素(CNC);然后,采用分步聚合的方法,使用聚乙烯醇对壳聚糖进行接枝处理,再使用旋转低压法,与醛基化的纳米纤维素聚合,制备CS/PVA/CNC三元复合抗菌凝胶膜。通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱对该复合抗菌凝胶膜进行理化性质评价;采用紫外可见分光光度计OD600检测方法抗菌凝胶MRTX849膜的抗菌能力;采用MTT测定复合抗菌凝胶膜的细胞毒性;使用紫外分光光度法测定溶血性能分析;同时,考察复合抗菌凝胶膜对大鼠创面模型的治愈效果;使用H&E染色和Masson染色法评价复合抗菌凝胶膜治疗后创口愈合情况。使用SPSS 26.0统计学软件对所有数据进行统计分析,所得的结果图片均釆用Photoshop 2019进行编辑处理,结果以平均值±标准差表示。微生物检测结果通过方差分析(post-hoc,Tukey’s test)进行统计学评价,统计学意义设定在P<0.05水平。结果:本研究制备的CS/PVA/CNC三元复合抗菌凝胶膜表面规整平滑且呈现完整的球状,分布均匀、微观孔道丰富,结构较为疏松。该医用材料稳定高、安全性好,且具备理想的微观结构和良好的吸水性和透气性,能有效抑制金葡球菌和大肠杆菌的增殖。同时,CS/PVA/CNC三元复合抗菌凝胶膜具备明显的抗凝血效果;同时,动物实验结果显示其能够减轻皮肤炎症反应、促进伤口愈合、减轻瘢痕形成。结论:CS/PVA/CNC三元复合抗菌凝胶膜是一种Immunocompromised condition易成膜的医用敷料,RP56976浓度由壳聚糖CS、聚乙烯醇PVA和植物纳米纤维素CNC合成而成。该复合敷料具有高透气性、高吸水性、快速止血、抗感染、保湿和封闭保护创面的功能,同时还能促进表皮再生和伤口愈合。其透明外观方便直接观察创面愈合情况,减少敷料更换次数,为大面积、难愈合的皮肤创面修复治疗提供了一种新的治疗方法。