华中大杨光教授团队：兼具抗菌、抗氧化与抗炎功能的原位载硒细菌纤维素/明胶纳米复合水凝胶用于促进皮肤伤口修复
2021年6月7日 10:29伤口感染和抗生素的滥用所导致的多药耐药菌的出现会造成伤口的延迟愈合或者不愈合，从而严重威胁患者的生命健康，并给社会医疗保健系统带来了沉重负担。因此，为了解决这一难题，迫切需要开发一种新型的多功能无抗生素伤口敷料，使其不仅能够有效地预防或者治疗由普通菌和耐药菌引起的伤口感染，而且能够加快伤口愈合过程。目前，水凝胶伤口敷料因其具有其独特的优势备受人们的青睐。水凝胶敷料不仅可以保持相对湿润的伤口环境，吸收多余的组织渗出物并保持良好的O2渗透性，而且可以很容易地被移除而避免造成二次皮肤创伤。另外，水凝胶敷料能够冷却伤口表面，从而减轻患者的痛苦。然而，大多数传统水凝胶敷料缺乏抗菌活性和仿生成分，因此不能防止或者治疗伤口感染，以及充当细胞外基质（ECM）成份，进而导致伤口修复失败。
鉴于此，华中科技大学杨光教授团队以具有高的抗张强度和柔韧性，高的孔隙率和保水能力，良好的气体和液体渗透性，以及良好的生物相容性等优异特性的天然细菌纤维素水凝胶（Bacterial cellulose, BC）为基材，通过原位合成的方法，在细菌纤维素/明胶复合水凝胶的三维网络结构中合成硒纳米颗粒（SeNPs），从而构建了一种兼具抗菌、抗氧化以及抗炎性能的新型多功能载硒细菌纤维素/明胶纳米复合水凝胶用于促进皮肤伤口的修复。相关研究以“In Situ Synthesized Selenium Nanoparticles-Decorated Bacterial Cellulose/Gelatin Hydrogel with Enhanced Antibacterial, Antioxidant, and Anti-inflammatory Capabilities for Facilitating Skin Wound Healing”为题，发表在Advanced Healthcare Materials 上，DOI: 10. 1002/adhm.202100402。
本文亮点：
1. 所制备的BC/Gel/SeNPs纳米复合水凝胶表现出优异的机械性能，高溶胀吸水能力，良好的柔韧性和可降解性，以及具有缓慢，持续，稳定的SeNPs释放特性。
2. SeNPs的原位合成赋予BC/Gel/SeNPs纳米复合水凝胶卓越的抗氧化、抗炎性能与抗菌活力，该纳米复合水凝胶对普通细菌菌株（E. coli和S. aureus）及多药耐药菌（MDR E. coli和MDR S. aureus）均具有出色的抗菌效果，且对多药耐药菌抗菌效果更为明显。BC/Gel/SeNPs纳米复合水凝胶的抗菌作用机制可能主要归因于细菌细胞膜完整性的破坏和细菌细胞内ROS水平的升高。
3. 所构建的BC/Gel/SeNPs纳米复合水凝胶具有良好的生物相容性。
4. 所开发的这种新型的兼具抗菌，抗氧化，抗炎性能的多功能载硒细菌纤维素/明胶纳米复合水凝胶不仅能够有效地避免普通细菌和多药耐药菌造成的伤口感染，而且也能够显著性地加速皮肤的伤口愈合，因此，有望作为功能性伤口敷料，为解决临床上的伤口易感染，以及难愈合问题提供了新的思路与方法。
该论文的第一作者为华中科技大学生命科学与技术学院博士生毛琳和博士生王蠡，通讯作者为华中科技大学生命科学与技术学院杨光教授和石志军博士。华中科技大学为第一作者单位。研究工作得到获得国家自然科学基金项目（21774039，51973076）、国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作/港澳台科技创新合作”重点专项 （金砖国家） (2018YFE0123700)等资助。
论文链接：
L. Mao, L. Wang, M. Zhang, W. M. Ulah, L. Liu, W. Zhao, Y. Li, A. A. Q. Ahmed, H. Cheng, Z. Shi*, G. Yang*, In Situ Synthesized Selenium Nanoparticles-Decorated Bacterial Cellulose/Gelatin Hydrogel with Enhanced Antibacterial, Antioxidant, and Anti-inflammatory Capabilities for Facilitating Skin Wound Healing. Adv. Healthcare Mater. 2021. 2100402.
https://doi.org/10.1002/adhm.202000402
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