【摘 要】
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皮肤是人类身体最大最普遍的组织,覆盖人体各个部位,保护我们的机体免受外部环境的侵害。近年来,随着我国人口老龄化与生活方式的改变,糖尿病的发病率逐年升高,导致糖尿病足溃疡也从一种少见病变成了常见病。对于糖尿病足溃疡造成的伤口,仅依靠皮肤自身的修复能力难以愈合且容易复发。针对糖尿病足溃疡的伤口,当前主要是采用敷料、支架或皮肤替代品来促进愈合,其中敷料应用最为便捷。但是传统敷料需要频繁更换,且换药时伴随
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皮肤是人类身体最大最普遍的组织,覆盖人体各个部位,保护我们的机体免受外部环境的侵害。近年来,随着我国人口老龄化与生活方式的改变,糖尿病的发病率逐年升高,导致糖尿病足溃疡也从一种少见病变成了常见病。对于糖尿病足溃疡造成的伤口,仅依靠皮肤自身的修复能力难以愈合且容易复发。针对糖尿病足溃疡的伤口,当前主要是采用敷料、支架或皮肤替代品来促进愈合,其中敷料应用最为便捷。但是传统敷料需要频繁更换,且换药时伴随着很大的疼痛。仅负载药物的敷料,制备成本高,治疗效果并不理想。迫切的需要开发出能够负载生物活性物质且成本更低的伤口敷料,以期更佳的伤口治疗效果。因此本课题针对具有生物活性且原料易得的水凝胶敷料展开研究,开发制备可负载细胞的水凝胶敷料,以降低伤口敷料换药疼痛,提高治疗效果,降低治疗成本。本论文以丝素蛋白或丝素蛋白-壳聚糖复合组分为基础材料,引入大分子聚乙二醇（PEG）为交联组分,制备能够负载细胞的水凝胶敷料。蚕茧和甲壳素来源广泛,从中提取出丝素蛋白和壳聚糖的成本低、过程绿色环保。高含水量的水凝胶敷料给患者带来清凉感,能够大大降低换药时的疼痛感。交联形成的类细胞外基质的水凝胶网络,为细胞生长提供更多的空间,为负载细胞提供可能性。凝胶的多孔结构可增强气液的渗透性,促进伤口部位营养物质输送以及细胞在凝胶内部的扩散;多糖的引入可极大的提高凝胶敷料的含水量,对于保持创口湿度、促进细胞粘附以及肉芽组织的形成至关重要。制备的新型敷料不仅能够提供屏障效果,并且能够刺激伤口愈合级联的自我修复机制。作者通过一系列分析手段系统探究了水凝胶的理化性能和生物相容性。具体内容如下:首先,通过从蚕丝中提取的丝素蛋白（SF）与双醛基聚乙二醇（DA-PEG）进行交联,通过席夫碱反应构建交联网络形成丝素蛋白-聚乙二醇水凝胶（SF-PEG）。相较于纯丝素蛋白水凝胶,SF-PEG水凝胶的凝胶时间显著缩短。对其凝胶形成过程的影响因素和交联机理进行了探讨,发现超声处理和p H值的变化都对凝胶过程产生影响。相较纯丝素蛋白水凝胶,SF-PEG水凝胶的溶胀率有所提升,这有利于细胞粘附以及保持创口润湿。通过交联反应构建了多孔互通状的,类似细胞外基质的网络结构,改善了丝素蛋白自凝胶的片层状结构,为细胞初期的粘附和生长提供了结构基础。然后,为进一步改善水凝胶的性能,设计了丝素蛋白-PEG-壳聚糖三组分水凝胶（SFPEG-CS）。在丝素蛋白的基础上,引入天然多糖--壳聚糖,通过双苯甲醛基聚乙二醇使其交联,以期更稳定的交联结构。丝素蛋白为水凝胶的主要材料,提供结构支持并改善生物相容性和细胞增殖,壳聚糖可改善水凝胶的溶胀性能和细胞粘附效果。天然多糖和丝素蛋白之间存在着协同或互补作用。SF-PEG-CS水凝胶的内部结构得到改善,形成的有序的多孔结构,能够促进细胞的扩散和粘附,同时SF-PEG-CS水凝胶在PBS缓冲液中具有较低的降解率,弥补了壳聚糖材料易溶失的缺点。此外,SF-PEG-CS水凝胶的溶胀性能得到极大的提升,对于伤口愈合过程中的营养传输和细胞负载都有积极的作用。最后,对所制备的水凝胶进行生物相容性评估,探索了可负载细胞水凝胶的生物活性。通过体外细胞毒性实验的结果表明,由于在制备过程中没有引入有毒有害的小分子交联剂或引发剂,制备的水凝胶具有良好的生物相容性。以兔骨髓间充质干细胞和小鼠成纤维细胞作为实验细胞株,进行细胞生长以及粘附实验,进一步验证了制备的水凝胶负载细胞的可行性及其优异的生物相容性。所制备的可负载细胞水凝胶适合作为糖尿病足溃疡伤口修复的生物活性敷料,为后续敷料的开发提供了实验依据,也为临床治疗提供了新的研究思路。
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