殼聚糖基水凝膠搭載抗菌劑在傷口愈合中的應用
發(fā)布時間:2019-10-14 13:53
【摘要】:背景:隨著化學合成技術的發(fā)展,殼聚糖基水凝膠在傷口敷料方面的應用已經成為當今研究的熱點。目的:介紹殼聚糖基水凝膠,討論并總結其搭載抗菌劑在傷口愈合方面的應用。方法:作者以"chitosan hydrogel,wound healing,dressing,antimicrobial agents"為關鍵詞,檢索2007至2016年期間Pubmed,Web of Science,Springerlink,Medline數據庫中相關文獻。初檢文章168篇,篩選后對76篇文章進行分析。結果與結論:殼聚糖基水凝膠對于由感染引起的慢性難愈合傷口可以發(fā)揮其優(yōu)勢,其本身具有抗炎、抗菌性能,可以吸收滲出物,并且在傷口與外界環(huán)境之間形成一層薄膜阻擋微生物的入侵,若搭載抗菌劑則可進一步抑制傷口內微生物的生長,從而加速傷口愈合。殼聚糖基水凝膠搭載的抗菌劑主要包括有機抗菌劑和無機抗菌劑兩大類,尤其是以納米銀為代表的無機抗菌劑,在微生物耐藥性方面表現出獨特的優(yōu)勢。
【圖文】:
一致性,文獻的引用形式包括作者、題名、期刊名稱、發(fā)表年代、卷數(期數)、頁碼等。2結果Results2.1殼聚糖基水凝膠的特點甲殼素(Chitin)是一種天然生物高分子聚合物,存在于一些蟹、蝦和昆蟲的外殼及藻類、菌類的細胞壁之中,來源廣泛且成本低,這使甲殼素在生物材料應用中得到重視[17]。甲殼素在水溶液中不溶解,通常將其脫乙酰后轉化為殼聚糖(Chitosan)以增加溶解度。殼聚糖是一種線性共聚物D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖,殼聚糖與甲殼素主要區(qū)別在于C-2位上乙;暮縖6]。甲殼素及殼聚糖結構如圖1所示。殼聚糖的一些基團,如氨基和羥基容易發(fā)生反應而變性,使其具有較高的化學通用性。使用氨基的化學修飾會影響脫乙酰度,所以得到的材料帶有陽離子性質。殼聚糖易溶解在相對低pH值溶液中[18]。在酸性條件下,殼聚糖帶有正電荷,使其更容易與存在于皮膚傷口的帶負電荷分子(如蛋白質、陰離子多糖和核酸)相互作用[19]。此外,殼聚糖還具有成膜能力、溫和的凝膠特性以及強大的粘接傷口組織的性能[20],一方面殼聚糖能與黏液和上皮細胞相互作用,并最終導致細胞的緊密連接開放,從而增加上皮通透性,另一方面,這種聚合物的其他結構元素可能有助于他們的滲透活性增強[21]。此外,殼聚糖及其衍生物還能夠促進血液凝固和提高傷口愈合速度。特別是低脫乙酰度的殼聚糖膜修復皮膚表面?zhèn)谝驯蛔C明是有顯著效果的[22]。其他的研究也表明該材料可以增強巨噬細胞和中性粒細胞的炎癥作用,為肉芽組織提供一個適當的炎癥反應環(huán)境[23]。殼聚糖通過與其他聚合物或交聯(lián)劑進行絡合或者交聯(lián)可以改變及提高其理化性質和機械性質。通過這種方法,設計具有增強愈合效果的殼聚糖基水凝膠敷料,這種水凝?
emSilver等。隨著納米銀敷料的廣泛研究,其毒性是一個無法忽視的問題。以前認為納米銀的毒性是銀離子和銀納米粒子的聯(lián)合作用[45],但最近的一項研究證明納米銀的毒性完全是由銀離子的釋放引起的[46]。銀納米粒子與水分或傷口滲出液接觸后在傷口表面被氧化,并釋放銀離子。這些離子附著在細菌細胞膜上,通過與細菌膜中的硫蛋白相互作用引起膜的損傷,并進入細菌內,破壞DNA[47-48]。它攻擊細菌的呼吸鏈,抑制細胞分裂,并最終導致細胞死亡。銀離子可以產生自由基,并誘導氧化應激進一步促進殺菌活動。圖2顯示以納米銀為代表的金屬敷料的抗菌機制。但納米銀可能對人類真核細胞有相同的效果,研究表明納米銀水凝膠敷料對人皮膚成纖維細胞的細胞毒作用呈濃度依賴性[49]。因此,建立一個治療窗,,銀被控制在一個范圍內,既可以抑制細菌,又不會對人體細胞產生毒性,這對于殼聚糖基納米銀水凝膠的應用是一個極為關鍵的問題。v表1殼聚糖基水凝膠搭載有機抗菌劑表注:PEG:聚乙二醇;PVP:聚乙烯吡咯烷酮;PVA:聚乙烯醇;PAAm:聚丙烯酰胺;PDEAAm:聚N,N-二乙基丙烯酰胺;NIPAAm:聚N-異丙基丙烯酰胺。參考文獻抗菌劑水凝膠組成成分實驗模型實驗結果[32]替加環(huán)素富含血小板血漿的殼聚糖黑腹果蠅對金黃色葡萄球菌表現出明顯的抗菌活性,水凝膠體系是一種有效的抗生素釋放遞質。[33]鹽酸四環(huán)素殼聚糖、PEG、PVPWistar大鼠48h后累積釋放的藥物占總負荷的80%,對G+和G-菌有良好的抗菌性,促進傷口愈合,減少瘢痕形成。[34]米諾環(huán)素殼聚糖、PVASD大鼠0.75%殼聚糖,5%PVA和0.25%米諾環(huán)素,明顯促進傷口愈合。[35]哌拉西林/他唑巴坦殼聚糖、PAAm體外抗生素的突發(fā)釋放,具有抗菌和生物活性,具有理想的傷口敷料材料
【作者單位】: 吉林大學第二醫(yī)院骨科;
【基金】:國家自然科學基金(81671804) 吉林省自然科學基金(20160101109JC,20150414006GH,20150312028ZG,20130206060GX) 吉林大學白求恩醫(yī)學部博士研究生優(yōu)秀拔尖人才培育計劃(YB201501);吉林大學研究生創(chuàng)新研究計劃(2017032)~~
【分類號】:R318.08
本文編號:2549280
【圖文】:
一致性,文獻的引用形式包括作者、題名、期刊名稱、發(fā)表年代、卷數(期數)、頁碼等。2結果Results2.1殼聚糖基水凝膠的特點甲殼素(Chitin)是一種天然生物高分子聚合物,存在于一些蟹、蝦和昆蟲的外殼及藻類、菌類的細胞壁之中,來源廣泛且成本低,這使甲殼素在生物材料應用中得到重視[17]。甲殼素在水溶液中不溶解,通常將其脫乙酰后轉化為殼聚糖(Chitosan)以增加溶解度。殼聚糖是一種線性共聚物D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖,殼聚糖與甲殼素主要區(qū)別在于C-2位上乙;暮縖6]。甲殼素及殼聚糖結構如圖1所示。殼聚糖的一些基團,如氨基和羥基容易發(fā)生反應而變性,使其具有較高的化學通用性。使用氨基的化學修飾會影響脫乙酰度,所以得到的材料帶有陽離子性質。殼聚糖易溶解在相對低pH值溶液中[18]。在酸性條件下,殼聚糖帶有正電荷,使其更容易與存在于皮膚傷口的帶負電荷分子(如蛋白質、陰離子多糖和核酸)相互作用[19]。此外,殼聚糖還具有成膜能力、溫和的凝膠特性以及強大的粘接傷口組織的性能[20],一方面殼聚糖能與黏液和上皮細胞相互作用,并最終導致細胞的緊密連接開放,從而增加上皮通透性,另一方面,這種聚合物的其他結構元素可能有助于他們的滲透活性增強[21]。此外,殼聚糖及其衍生物還能夠促進血液凝固和提高傷口愈合速度。特別是低脫乙酰度的殼聚糖膜修復皮膚表面?zhèn)谝驯蛔C明是有顯著效果的[22]。其他的研究也表明該材料可以增強巨噬細胞和中性粒細胞的炎癥作用,為肉芽組織提供一個適當的炎癥反應環(huán)境[23]。殼聚糖通過與其他聚合物或交聯(lián)劑進行絡合或者交聯(lián)可以改變及提高其理化性質和機械性質。通過這種方法,設計具有增強愈合效果的殼聚糖基水凝膠敷料,這種水凝?
emSilver等。隨著納米銀敷料的廣泛研究,其毒性是一個無法忽視的問題。以前認為納米銀的毒性是銀離子和銀納米粒子的聯(lián)合作用[45],但最近的一項研究證明納米銀的毒性完全是由銀離子的釋放引起的[46]。銀納米粒子與水分或傷口滲出液接觸后在傷口表面被氧化,并釋放銀離子。這些離子附著在細菌細胞膜上,通過與細菌膜中的硫蛋白相互作用引起膜的損傷,并進入細菌內,破壞DNA[47-48]。它攻擊細菌的呼吸鏈,抑制細胞分裂,并最終導致細胞死亡。銀離子可以產生自由基,并誘導氧化應激進一步促進殺菌活動。圖2顯示以納米銀為代表的金屬敷料的抗菌機制。但納米銀可能對人類真核細胞有相同的效果,研究表明納米銀水凝膠敷料對人皮膚成纖維細胞的細胞毒作用呈濃度依賴性[49]。因此,建立一個治療窗,,銀被控制在一個范圍內,既可以抑制細菌,又不會對人體細胞產生毒性,這對于殼聚糖基納米銀水凝膠的應用是一個極為關鍵的問題。v表1殼聚糖基水凝膠搭載有機抗菌劑表注:PEG:聚乙二醇;PVP:聚乙烯吡咯烷酮;PVA:聚乙烯醇;PAAm:聚丙烯酰胺;PDEAAm:聚N,N-二乙基丙烯酰胺;NIPAAm:聚N-異丙基丙烯酰胺。參考文獻抗菌劑水凝膠組成成分實驗模型實驗結果[32]替加環(huán)素富含血小板血漿的殼聚糖黑腹果蠅對金黃色葡萄球菌表現出明顯的抗菌活性,水凝膠體系是一種有效的抗生素釋放遞質。[33]鹽酸四環(huán)素殼聚糖、PEG、PVPWistar大鼠48h后累積釋放的藥物占總負荷的80%,對G+和G-菌有良好的抗菌性,促進傷口愈合,減少瘢痕形成。[34]米諾環(huán)素殼聚糖、PVASD大鼠0.75%殼聚糖,5%PVA和0.25%米諾環(huán)素,明顯促進傷口愈合。[35]哌拉西林/他唑巴坦殼聚糖、PAAm體外抗生素的突發(fā)釋放,具有抗菌和生物活性,具有理想的傷口敷料材料
【作者單位】: 吉林大學第二醫(yī)院骨科;
【基金】:國家自然科學基金(81671804) 吉林省自然科學基金(20160101109JC,20150414006GH,20150312028ZG,20130206060GX) 吉林大學白求恩醫(yī)學部博士研究生優(yōu)秀拔尖人才培育計劃(YB201501);吉林大學研究生創(chuàng)新研究計劃(2017032)~~
【分類號】:R318.08
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本文編號:2549280
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