基于光敏聚合物水凝胶和银纳米粒子的伤口愈合粘合剂工程

本篇文章以《Engineering an Adhesive based on Photosensitive Polymer Hydrogel and Silver Nanoparticles for Wound Healing》为题，第一作者为汤青青。

摘要：

止血、伤口闭合和预防感染对受伤后的伤口愈合至关重要。皮肤粘合剂已被用于密封切口，从而有助于初级伤口愈合，并为微生物创造屏障。我们构建了一种用于伤口处理的具有抗菌和止血活性的皮肤粘合剂。该粘合剂由甲基丙烯酸酯化透明质酸-聚丙烯酰胺(MHA-聚丙烯酰胺)水凝胶制成，与银纳米粒子(银纳米粒子)结合并与明胶结合。由于水凝胶的三维网络结构，纳米级颗粒可以被封装到它们的空隙中；银纳米粒子通过持续释放银离子，赋予粘合剂持续的广谱抗菌活性。此外，由于引入了可被可见光交联的MHA，聚丙烯酰胺水凝胶基质可通过光交联形成。此外，由于羧基和氨基部分之间的相互作用，明胶可以结合到水凝胶基质和宿主组织上。我们的动物研究表明，具有组织粘附和抗菌特性的AHAs易于拉伸，并能在大鼠断尾和肝损伤模型中止血。AHAs增强伤口肉芽组织形成、血管组织和胶原蛋白形成，以及缓解炎症。这些特性促进了大鼠伤口感染模型的伤口愈合，预示着AHAs在临床应用中的巨大潜力。

图1：AHAs的制备过程和在伤口愈合中的应用示意图:(a)两步制备AHAs，(b)AHAs在感染伤口中的应用，(c)给予AHAs的结果。

图2：拉伸性和粘附性试验:(a)AHAs的原始长度，(b)拉伸后AHAs的长度，(c-e)在人体皮肤上的体外试验:(c)插图显示了AHAs粘附在皮肤上的侧视图，(d) AHAs通过运动粘附在皮肤上，(e) AHAs通过施加剪切外力粘附在皮肤上。(f)方法图式用于测量水凝胶在猪皮肤上的结合强度(g)通过搭接剪切强度试验测量AHAs水凝胶和MHA-PAAm水凝胶在两片猪皮肤上的粘附强度。

图3：AHAs的体外和体内止血能力评估。(a，b)从左至右:通过切断鼠尾或剪切肝脏建立止血模型，分别使用AHAs、纱布和对照进行止血的图像。(c，d)分别使用对照、纱布、AHAs对大鼠断尾模型或肝脏出血模型进行损失和影响。(e-g)纱布上血细胞粘附的扫描电镜图像(e)，俯视图(f)和侧视图(g)上血细胞粘附的扫描电镜图像。比例尺为10μm。

图4：载有不同浓度AgNPs的AHAs对金黄色葡萄球菌(a)和大肠杆菌(b)抗菌活性的光学图像。s的细菌菌落。如红色箭头(c)所示，使用琼脂扩散试验形成金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的共焦显微镜图像。

图5：用于伤口愈合的 AHA 的体内评估。 (a-c) 代表第 0 天，用 PBS、AHA (0) 和 AHA (200) 处理的皮肤伤口的照片3、第 5 天、第 7 天和第 14 天。白色圆圈标记了初始伤口的区域，红色圆圈标记了不同组中伤口愈合结果的区域。 (四)实验过程中各组平均创面面积的变化，(e)变化实验过程中每组的体重。 比例尺为 500μm。

图6：(a-c) 14号伤口切片的组织学和免疫学分析(a) AHAs (200)、(b) AHAs (0) 和 (c) 对照组的天数，分别来自 (i) H&E染色，(ii) TNF-α 的免疫组织化学，(iii) IL-6 的免疫组织化学，(iv) CD31 和 α-SMA 的双重染色，以及 (v) Masson 三色染色。 这比例尺在 ai-ci 中分别为 500μm，在 aii-ciii 中为 10μm，在 aiv-cv 中为 50μm。

结论：

   总之，具有抗菌和止血活性的粘合剂是使用甲基丙烯酸化透明质酸-聚丙烯酰胺 (MHA-PAAm) 设计水凝胶结合明胶并整合银纳米颗粒 (AgNPs)。 它是证明 AHAs 具有很强的组织粘附性和良好的拉伸性特性。 产品的止血性能通过使用证明大鼠尾出血和肝出血模型的研究，而 AgNPs 的掺入使产品具有优良的抗菌活性。 值得注意的是，AHAs 显着通过改善肉芽组织形成、血管生成和促进伤口愈合胶原沉积，减轻急性伤口感染模型中的炎症，表明 AHA 作为敷料材料在伤口愈合方面具有广泛的潜力。