水溶性壳聚糖水凝胶对糖尿病小鼠感染全层皮肤缺损创面的作用及其机制

摘要：

目的:探讨水溶性壳聚糖水凝胶对糖尿病小鼠感染全层皮肤缺损创面的作用及其机制。方法:采用实验研究方法。采用循环冻融的方法制备由聚乙烯醇和明胶组成的对照水凝胶及由前述2种材料+水溶性壳聚糖组成的水溶性壳聚糖水凝胶。大体观察第1次冻融前后试管中2种敷料流动性，并比较12孔板中2种敷料最终形态的外观差异。取细胞株L929和HaCaT，均分别按照随机数字表法（分组方法下同）分为对照水凝胶组和水溶性壳聚糖水凝胶组，分别加入相应敷料培养24 h，采用细胞计数试剂盒8检测细胞增殖活力。取兔血红细胞悬液，分为生理盐水组、聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）组、对照水凝胶组和水溶性壳聚糖水凝胶组，分别作相应处理后孵育1 h，采用酶标仪检测红细胞的溶血程度。取24只11~14周龄雌性db/db小鼠，在其背部制作全层皮肤缺损创面并在创面处滴加耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）液，72 h后将小鼠分为空白对照组、磺胺嘧啶银水胶组、对照水凝胶组、水溶性壳聚糖水凝胶组，分别作相应处理。伤后0（即刻）、7、14、21 d，大体观察创面愈合情况并计算伤后14、21 d创面愈合率；伤后14 d，检测创面中MRSA浓度；伤后21 d，采用苏木精-伊红染色法对创面进行组织学分析，采用免疫荧光法检测创面中细胞CD31表达并计算其阳性百分率。取Raw264.7细胞，分为进行相应处理的白细胞介素4（IL-4）组、空白对照组、对照水凝胶组、水溶性壳聚糖水凝胶组，培养48 h，采用流式细胞仪检测细胞中CD206阳性细胞百分率。样本数均为3。对数据行独立样本
t检验、单因素方差分析、重复测量方差分析、LSD检验及 Dunnett T3检验。
结果:试管中2种敷料在进行冻融前都具有一定的流动性，冻融1次后均形成半固态凝胶。12孔板中2种敷料最终形态均基本呈稳定的半透明片状，透明度差异不大。培养24 h，水溶性壳聚糖水凝胶组L929和HaCaT的细胞增殖活力均明显高于对照水凝胶组（
t值分别为6.37、7.50，
P<0.01）。孵育1 h，水溶性壳聚糖水凝胶组红细胞溶血程度明显低于Triton X-100组（
P<0.01），而与生理盐水组及对照水凝胶组均相近（
P>0.05）。伤后0 d，4组小鼠创面情况相似。伤后7 d，空白对照组与对照水凝胶组创面内部淡黄色渗出物较多，磺胺嘧啶银水胶组与水溶性壳聚糖水凝胶组创面观察到少量渗出。伤后14 d，空白对照组与对照水凝胶组创面干燥结痂，无明显上皮覆盖；磺胺嘧啶银水胶组创面痂皮脱落，可见脓性渗出物；水溶性壳聚糖水凝胶组创面基底呈淡红色，创面可观察到明显上皮覆盖。伤后14 d，水溶性壳聚糖水凝胶组创面愈合率显著高于其他3组（
P值均<0.01）。伤后21 d，水溶性壳聚糖水凝胶组创面已完全闭合，其他3组创面均未完全愈合；水溶性壳聚糖水凝胶组创面愈合率显著高于其他3组（
P值均<0.01）。伤后14 d，水溶性壳聚糖水凝胶组创面的MRSA浓度明显低于空白对照组（
P<0.01），但与对照水凝胶组和磺胺嘧啶银水胶组均相近（
P>0.05）。伤后21 d，空白对照组创面新生表皮缺损严重；对照水凝胶组创面的表皮亦有大面积缺损；磺胺嘧啶银水胶组创面尚未形成完整新生表皮；水溶性壳聚糖水凝胶组创面不仅被新生表皮完全覆盖，且新生表皮基底细胞排列规整。伤后21 d，水溶性壳聚糖水凝胶组创面中CD31阳性百分率为（2.19±0.35）%，明显高于空白对照组的（0.18±0.05）%、对照水凝胶组的（0.23±0.06）%以及磺胺嘧啶银水胶组的（0.62±0.25）%，
P值均<0.01。培养48 h，水溶性壳聚糖水凝胶组Raw264.7中CD206阳性细胞百分率明显低于IL-4组（
P<0.01），但明显高于空白对照组与对照水凝胶组（
P<0.05或
P<0.01）。
结论:水溶性壳聚糖水凝胶生物安全性好，较不含水溶性壳聚糖的对照水凝胶能诱导更高水平的巨噬细胞M2型极化，因此可以提升糖尿病小鼠MRSA感染的全层皮肤缺损创面的修复效果，并促进创面快速愈合。

关键词：水凝胶、壳聚糖、感染、皮肤、慢性创面、创面修复

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资助基金：国家自然科学基金面上项目52073293;中国科学院理化技术研究所所长基金项目2019AG003;中山市引进高端科研机构创新专项资金52073293;General Program of National Natural Science Foundation of China2019AG003;Presidential Foundation of Technical Institute of Physics and Chemistry of Chinese Academy of Sciences;Innovation Special Foundation for High Level Research Institutions in Zhongshan

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：923-931