SA/CMCS/Ed膜材料的制备与性能研究

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伤口愈合是一个复杂的动态过程,正常的急性伤口可以在一定时间内恢复,慢性伤口的愈合时间长并且容易复发。创面活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量过高或者伤口处持续产生的ROS将会导致慢性伤口难以愈合,在创面进行抗氧化剂治疗,运用自由基清除剂来减少ROS,减少ROS的毒性作用时间能加快慢性伤口的创面愈合。依达拉奉(edaravone,Ed)是一种良好的抗氧化剂,能清除自由基,Ed可抑制血管内皮细胞和脑细胞的氧化损伤,所以一般被用来治疗脑梗塞急性期患者。在伤口敷料中加入Ed,使其清除ROS可以为慢性伤口愈合提供有效的治疗方案。本研究选用海藻酸钠(SA)、羧甲基壳聚糖(CMCS)和Ed为原料,制备SA/CMCS/Ed膜材料作为伤口敷料用于针对慢性伤口的治疗。首先将SA、CMCS和Ed在水中物理共混后干燥成膜,使用氯化钙溶液作为交联剂,将Ed束缚在SA和CMCS所形成的大分子网络中。通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)确定Ed被成功包埋在膜材料内,通过采用改变SA和CMCS之间的质量比及药膜材料内甘油的含量来进一步优化药膜材料的性能,测定SA/CMCS/Ed膜材料的吸水性、保水性、接触角、拉伸强度、断裂伸长率和Ed的释放速率,对SA/CMCS/Ed膜材料的物理性能进行评价。最终确定制备膜材料最佳SA和CMCS的质量比为3:2,甘油的最佳加入量为膜干重的4%。随后,采用组织团块法从新生24 h的SD小鼠背部皮肤上成功提取了小鼠皮肤成纤维细胞,经过两次细胞传代培养后,测定第三代的小鼠皮肤成纤维细胞的标准曲线和生长曲线,结果显示7天后所提取的小鼠皮肤成纤维细胞的细胞密度由2×10~4cells/m L增加到1.1×10~5cells/m L,说明所提取的细胞生长状态良好,细胞的增殖能力很强,可以用于实验研究。为了建立H2O2溶液对小鼠皮肤成纤维细胞氧化损伤的模型,使用不同浓度的H2O2溶液培养细胞,在不同培养时间采用MTT法测定细胞的OD值,进一步计算细胞的存活率。最终确定了H2O2溶液浓度为500μmol/L,作用时间为6 h。本研究测定出Ed对小鼠成纤维细胞的无毒性的浓度范围为0-50μmol/L,Ed的浓度为20-50μmol/L时能降低H2O2诱导的小鼠成纤维细胞的氧化损伤作用。在SA/CMCS/Ed膜材料上接种小鼠成纤维细胞,随后使用浓度为500μmol/L的H2O2溶液培养基培养细胞6 h,Ed含量为20%和30%的药膜材料上的细胞存活率显著增强,分别对照组的1.16倍和1.23倍,Ed含量为30%的药膜材料为本研究中的最优材料。综上所述,本文制备了一种新型的SA/CMCS/Ed膜材料,具有良好的物理化学性能及生物相容性,能降低H2O2溶液诱导的小鼠成纤维细胞的氧化损伤作用,SA/CMCS/Ed膜材料有望作为新的慢性伤口敷料,为糖尿病足溃疡、下肢静脉溃疡和动脉溃疡等疾病的治疗带来新的思路与途径。
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