生物功能化聚乙二醇基复合水凝胶的制备、性能研究及在感染创口修复中的初步应用

摘要

目的 针对感染创口复杂的病理性愈合环境,对前期"缠结效应"构建的聚乙二醇(PEG)基双网络水凝胶(DN)生物功能化改性,加入甲基丙烯酸酐化明胶(GelM A)形成复合水凝胶(DN-G),优化其作为成纤维细胞生长微环境的特性并对其在感染创口的应用进行了初步评价.方法 在DN水凝胶中加入不同浓度的GelM A形成DN-G水凝胶.通过扫描电镜(SEM)观察该水凝胶微观结构;采用压缩测试检测其机械性能,CCK-8及Live/Dead细胞染色评价二维培养的小鼠成纤维细胞L929细胞行为;加载庆大霉素(GS)评估载药水凝胶(GS/DN-G)的药物释放行为及早期抗菌性能;将GS/DN-G水凝胶用于治疗SD大鼠感染伤口,评价水凝胶敷料的抗菌性及促愈合能力.结果 GelM A的加入可维持DN双网络水凝胶的微观结构且机械性能与胞外基质硬度类似;同时,体外细胞培养显示,14 d后DN-G水凝胶上二维培养的细胞存活且增殖良好,部分铺展呈梭型;体外药物释放及抗菌实验表明,DN-G水凝胶的药物释放相对平稳,72 h的药物释放量为63％,且此时水凝胶仍具有良好的抑菌效能;动物实验结果 表明,感染伤口在使用GS/DN-G水凝胶治疗后伤口愈合加快,相较于对照组7 d后伤口面积明显减小(P<0.05),21 d后伤口基本愈合.HE染色可见GS/DN-G组伤口中炎性细胞浸润聚集相对于其他组明显减轻,上皮长入.结论 DN-G水凝胶经过GelM A生物功能化后可为细胞提供粘附位点,有效促进成纤维细胞的增殖及铺展;同时,DN-G水凝胶显示出良好的载药性能,可作为新型的水凝胶敷料用于感染创面的保护及治疗.