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四川大學李旭東教授團隊 ACS AMI:微環境響應型茶多酚-姜黃素顆粒穩定的多功能Pickering乳液用于感染傷口的愈合
2024-09-02  來源:高分子科技

  傷口缺損的愈合是一個復雜的過程,主要涉及止血、炎癥反應、增生和重塑四個階段。臨床中的傷口往往受感染、慢性炎癥等因素的干擾而難以愈合。傷口微環境的酸性pH值、高ROS水平以及細菌感染均會導致細胞、組織損傷,延緩和阻礙傷口愈合,甚至導致嚴重的并發癥。傳統的傷口敷料往往只能提供單一的功能,這在應對復雜的傷口微環境時往往顯得力不從心。因此,亟需開發具有多種功能的新型傷口敷料以適應傷口愈合不同階段的需求。Pickering乳液是一種多相體系,其水相、油相以及界面處的固體顆粒均可分別/同時包封各種活性物質。其獨特的核殼結構還可以控制活性成分的釋放。此外,乳液在改善活性成分的滲透性和擴散性方面也表現出獨特的優勢,這為多功能傷口敷料的開發提供了新視野。


  針對上述復雜、多變的傷口微環境,四川大學李旭東團隊設計了一種新型微環境響應的多功能Pickering乳液傷口敷料用于感染傷口的修復。該傷口敷料利用O/W型Pickering乳液獨特的核殼結構,將具有抗菌、抗炎的揮發性百里香精油包裹在抗炎、抗氧化、抗菌的茶多酚-姜黃素顆粒形成的殼層中,成功構建了一個具有分級結構的多功能Pickering乳液傷口敷料(圖1)。


圖1 Pickering乳液傷口敷料的制備及作用示意圖


  作者通過溶劑介導的解組裝-再組裝策略,將親水的茶多酚與疏水的姜黃素結合,成功制備出茶多酚-姜黃素納米顆粒。這些顆粒具有優異的抗氧化、抗炎活性(圖2)。同時還展現出微環境響應特性。


圖2 茶多酚-姜黃素粒子的抗氧化、抗炎活性。


  進一步,作者將獲得的功能性茶多酚-姜黃素顆粒作為穩定劑,制備得到O/W Pickering乳液。該乳液以獨特的水包油結構,將茶多酚-姜黃素顆粒錨定在百里香精油表面。這種設計使得外層顆粒能夠響應傷口微環境,優先釋放功能成分茶多酚和姜黃素,隨后再釋放核心中的百里香精油,進而產生協同增強的抗菌、抗生物膜、抗氧化和抗炎活性(圖3)。


圖3 茶多酚-姜黃素粒子穩定的Pickering乳液的抗菌、抗生物膜活性。


  該可注射Pickering乳液應用于感染的全層皮膚缺損模型,顯著加速了血管生成、膠原沉積和再上皮化,展現出卓越的促進傷口愈合效果(圖4)。同時,植物源活性成分的使用使得該敷料具有優異的生物相容性和安全性,也順應了可持續發展理念。


圖4 茶多酚-姜黃素粒子穩定的Pickering乳液的傷口修復性能。


  該研究以“Microenvironment-Responsive Antibacterial, Anti-Inflammatory, and Antioxidant Pickering Emulsion Stabilized by Curcumin-Loaded Tea Polyphenol Particles for Accelerating Infected Wound Healing”為題發表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。文章的第一作者為四川大學生物醫學工程學院博士生童秋蘭,通訊作者為李旭東教授。研究得到了國家自然科學基金 (31872750和82102214) 以及四川省科技項目 (2023NSFSC0607) 的資助。


  論文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsami.4c08717

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