山东大学陈景帝教授团队《Carbohyd. Polym.》：一种具有止血和皮肤伤口修复功能的形状记忆、抗菌壳聚糖冷冻凝胶

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皮肤是人体最大且最容易受到外界伤害的器官。在遭受损伤后其抵御细菌侵害及维持体液的功能降低。伤口敷料一般可以完成止血，并在皮肤损伤后提供暂时的保护。然而，传统的伤口敷料（如纱布和绷带）虽然具有一定作用，但是大部分只具备单一止血的功能同时生物降解性差，并且缺乏预防细菌感染和促进组织再生的作用。在创面恢复过程中，创面敷料良好的降解性和抗菌性能起到促进作用。因此，开发低成本且同时满足止血、抗感染和促进伤口修复等需求的伤口敷料是有意义的。

近期，山东大学陈景帝教授团队通过简单物理交联制备了一种具有止血和皮肤伤口修复功能的形状记忆和抗菌壳聚糖冷冻凝胶。在本研究中，在-20℃条件下，随着水的结晶，CA和CS的局部浓度增加，CS的NH₃⁺和CA的COO^-在静电吸引作用下紧密交联形成CS/CA冷冻凝胶。为增强壳聚糖冷冻凝胶的抗菌性，以单宁酸(TA)为还原剂，将银纳米粒子(Ag NPs)引入到冷冻凝胶中。CS/CA/Ag冷冻凝胶具有良好的力学性能和相互连通的大孔结构。止血试验结果表明，CS/CA/Ag冷冻凝胶较商用明胶海绵和纱布能吸收大量血液，促进血细胞粘附。同时，CS/CA/A冷冻凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的抗菌能力。此外，CS/CA/Ag冷冻凝胶显著促进金黄色葡萄球菌感染全层创面模型的创面愈合。综上所述，用简单方法制备的低温凝胶在快速止血和促进创面愈合方面具有很大的优势。

图1 A) CS与CA之间形成冷冻凝胶的机理；B) CS/CA/Ag冷冻凝胶形成机理。

图2 CS/CA/Ag冷冻凝胶的抗菌性能。A) 金黄色葡萄球菌、大肠杆菌培养板代表性展示图；B) 抑菌圈代图；C) 抑制区统计图；D) 抑菌率。

图3 CS/CA/Ag冷冻凝胶的血液相容性和止血能力。A) 血细胞粘附的SEM图像；B)凝固过程代表性照片；C) BCI；D)血液吸收率；E)大鼠肝脏切口模型；F)失血；G)对照组、明胶海绵、止血部位应用CS/CA/Ag₂冷冻凝胶的代表图片；H)大鼠肝损伤模型；I)失血；J)对照组、明胶海绵、止血部位应用CS/CA/Ag₂冷冻凝胶的代表图片。

图4 CS/CA/Ag冷冻凝胶体内感染全层创面愈合及生物安全性研究。A) 分别在第0、7、10天对感染金黄色葡萄球菌的伤口拍照；B) 不同愈合时间的伤口愈合模拟；C) 不同愈合时间的创面闭合率；D) 在第7天和第10天用不同低温处理的再生皮肤组织切片进行H&E染色；E) 创伤后第0天和第14天，用CS/CA/Ag₂冷冻凝胶处理主要器官组织切片进行H&E染色；F) 大鼠植入CS和CS/CA/Ag₂冷冻凝胶第7天和第21天组织切片的H&E染色。

上述成果以“Shape memory and antibacterial chitosan-based cryogel with hemostasis and skin wound repair”为题，在线发表于《Carbohydrate Polymers》上。文章第一作者是山东大学博士研究生曹淑君，通讯作者是陈景帝教授。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120545

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