KGP-C电纺纤维制备表征及促伤口愈合功能评价

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本文以角蛋白、阿拉伯胶和γ-聚谷氨酸作为原料,以共混静电纺丝的方法制备一种可持续释放姜黄素的伤口敷料。首先以共混的形式制备了KGP和KGP-C纳米纤维,并进行表征。进一步对KGP和KGP-C纳米纤维进行体外抑菌和细胞相容性的研究,最后通过动物急性全层损伤模型,探索KGP-C纳米纤维对小鼠急性全层伤口的促愈合作用。采用共混静电纺丝的方法,通过控制变量法,以SEM图像和纺前溶液的pH、电导率、剪切粘度和电纺行为为依据对KGP纳米纤维的溶液参数进行优化,结果显示当溶剂乙酸浓度为30%(v/v),GA添加量为20%(w/v),γ-PGA添加量为10%(w/v),角蛋白添加量为5%(w/v)时为最佳的电纺溶液参数。采用柠檬酸对所制备纤维进行交联,可以有效改善纤维的疏水性能,使KGP纳米纤维能够在水中溶胀,吸水量达自重9倍以上。并且KGP纳米纤维有着良好的体外降解行为,在体外降解25 d后,残留率小于5%。将12.5%(w/w)姜黄素以共混的方式负载到KGP纳米纤维中制备KGP-C纳米纤维,FTIR、DSC谱图以及荧光显微镜观察结果表明,KGP-C中负载的姜黄素,部分被包封于载体之中,部分存在于载体表面,且与载体之间存在一定的化学作用。XRD谱图结果显示姜黄素以晶态和非晶态两种形式存在于KGP-C纳米纤维中。TG结果显示,姜黄素的加入提高了KGP纳米纤维的热稳定性。体外释放实验表明负载姜黄素的纳米纤维可在144 h内持续缓慢释放,释放率仅为3.80%,说明该纤维垫具有长时间释放的潜力。体外抑菌实验表明,载有姜黄素的纳米纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率可达70%以上。生物相容性实验结果显示,不同浸提时间不同浓度的纳米纤维垫浸提液均对细胞的生长没有不良影响,说明所制备的纳米纤维垫具有良好的生物相容性。采用小鼠急性创伤模型评价所制备KGP-C纤维对伤口愈合的影响。结果表明,KGP-C纳米纤维可以提高TGF-β1和VEGF的表达,减少促炎因子IL-6的表达,有效抑制/加速炎症反应,促进伤口部位角质细胞的迁移,加快再上皮化,加速伤口的收缩,促进新血管生成和毛囊的再生,抑制疤痕的形成,提高伤口处三型胶原蛋白的比例。本研究充分反映出KGP-C纳米纤维具有促进伤口愈合和疤痕修复的能力,为今后进一步挖掘揭示KGP-C促进皮肤愈合机制奠定有力的实验基础,并为开发新型天然产物型伤口敷料提供一定的理论依据。
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