壳聚糖基水凝胶搭载抗菌剂在伤口愈合中的应用
发布时间：2019-10-14 13:53
【摘要】：背景:随着化学合成技术的发展,壳聚糖基水凝胶在伤口敷料方面的应用已经成为当今研究的热点。目的:介绍壳聚糖基水凝胶,讨论并总结其搭载抗菌剂在伤口愈合方面的应用。方法:作者以"chitosan hydrogel,wound healing,dressing,antimicrobial agents"为关键词,检索2007至2016年期间Pubmed,Web of Science,Springerlink,Medline数据库中相关文献。初检文章168篇,筛选后对76篇文章进行分析。结果与结论:壳聚糖基水凝胶对于由感染引起的慢性难愈合伤口可以发挥其优势,其本身具有抗炎、抗菌性能,可以吸收渗出物,并且在伤口与外界环境之间形成一层薄膜阻挡微生物的入侵,若搭载抗菌剂则可进一步抑制伤口内微生物的生长,从而加速伤口愈合。壳聚糖基水凝胶搭载的抗菌剂主要包括有机抗菌剂和无机抗菌剂两大类,尤其是以纳米银为代表的无机抗菌剂,在微生物耐药性方面表现出独特的优势。
【图文】：
一致性，文献的引用形式包括作者、题名、期刊名称、发表年代、卷数(期数)、页码等。2结果Results2.1壳聚糖基水凝胶的特点甲壳素(Chitin)是一种天然生物高分子聚合物，存在于一些蟹、虾和昆虫的外壳及藻类、菌类的细胞壁之中，来源广泛且成本低，这使甲壳素在生物材料应用中得到重视[17]。甲壳素在水溶液中不溶解，通常将其脱乙酰后转化为壳聚糖(Chitosan)以增加溶解度。壳聚糖是一种线性共聚物D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖，壳聚糖与甲壳素主要区别在于C-2位上乙酰基的含量[6]。甲壳素及壳聚糖结构如图1所示。壳聚糖的一些基团，如氨基和羟基容易发生反应而变性，使其具有较高的化学通用性。使用氨基的化学修饰会影响脱乙酰度，所以得到的材料带有阳离子性质。壳聚糖易溶解在相对低pH值溶液中[18]。在酸性条件下，壳聚糖带有正电荷，使其更容易与存在于皮肤伤口的带负电荷分子(如蛋白质、阴离子多糖和核酸)相互作用[19]。此外，壳聚糖还具有成膜能力、温和的凝胶特性以及强大的粘接伤口组织的性能[20]，一方面壳聚糖能与黏液和上皮细胞相互作用，并最终导致细胞的紧密连接开放，从而增加上皮通透性，另一方面，这种聚合物的其他结构元素可能有助于他们的渗透活性增强[21]。此外，壳聚糖及其衍生物还能够促进血液凝固和提高伤口愈合速度。特别是低脱乙酰度的壳聚糖膜修复皮肤表面伤口已被证明是有显著效果的[22]。其他的研究也表明该材料可以增强巨噬细胞和中性粒细胞的炎症作用，为肉芽组织提供一个适当的炎症反应环境[23]。壳聚糖通过与其他聚合物或交联剂进行络合或者交联可以改变及提高其理化性质和机械性质。通过这种方法，设计具有增强愈合效果的壳聚糖基水凝胶敷料，这种水凝?
emSilver等。随着纳米银敷料的广泛研究，其毒性是一个无法忽视的问题。以前认为纳米银的毒性是银离子和银纳米粒子的联合作用[45]，但最近的一项研究证明纳米银的毒性完全是由银离子的释放引起的[46]。银纳米粒子与水分或伤口渗出液接触后在伤口表面被氧化，并释放银离子。这些离子附着在细菌细胞膜上，通过与细菌膜中的硫蛋白相互作用引起膜的损伤，并进入细菌内，破坏DNA[47-48]。它攻击细菌的呼吸链，抑制细胞分裂，并最终导致细胞死亡。银离子可以产生自由基，并诱导氧化应激进一步促进杀菌活动。图2显示以纳米银为代表的金属敷料的抗菌机制。但纳米银可能对人类真核细胞有相同的效果，研究表明纳米银水凝胶敷料对人皮肤成纤维细胞的细胞毒作用呈浓度依赖性[49]。因此，建立一个治疗窗，，银被控制在一个范围内，既可以抑制细菌，又不会对人体细胞产生毒性，这对于壳聚糖基纳米银水凝胶的应用是一个极为关键的问题。v表1壳聚糖基水凝胶搭载有机抗菌剂表注：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-异丙基丙烯酰胺。参考文献抗菌剂水凝胶组成成分实验模型实验结果[32]替加环素富含血小板血浆的壳聚糖黑腹果蝇对金黄色葡萄球菌表现出明显的抗菌活性，水凝胶体系是一种有效的抗生素释放递质。[33]盐酸四环素壳聚糖、PEG、PVPWistar大鼠48h后累积释放的药物占总负荷的80%，对G＋和G－菌有良好的抗菌性，促进伤口愈合，减少瘢痕形成。[34]米诺环素壳聚糖、PVASD大鼠0.75%壳聚糖，5%PVA和0.25%米诺环素，明显促进伤口愈合。[35]哌拉西林/他唑巴坦壳聚糖、PAAm体外抗生素的突发释放，具有抗菌和生物活性，具有理想的伤口敷料材料
【作者单位】： 吉林大学第二医院骨科;
【基金】：国家自然科学基金(81671804) 吉林省自然科学基金(20160101109JC,20150414006GH,20150312028ZG,20130206060GX) 吉林大学白求恩医学部博士研究生优秀拔尖人才培育计划(YB201501);吉林大学研究生创新研究计划(2017032)~~
【分类号】：R318.08
本文编号：2549280
【图文】：
一致性，文献的引用形式包括作者、题名、期刊名称、发表年代、卷数(期数)、页码等。2结果Results2.1壳聚糖基水凝胶的特点甲壳素(Chitin)是一种天然生物高分子聚合物，存在于一些蟹、虾和昆虫的外壳及藻类、菌类的细胞壁之中，来源广泛且成本低，这使甲壳素在生物材料应用中得到重视[17]。甲壳素在水溶液中不溶解，通常将其脱乙酰后转化为壳聚糖(Chitosan)以增加溶解度。壳聚糖是一种线性共聚物D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖，壳聚糖与甲壳素主要区别在于C-2位上乙酰基的含量[6]。甲壳素及壳聚糖结构如图1所示。壳聚糖的一些基团，如氨基和羟基容易发生反应而变性，使其具有较高的化学通用性。使用氨基的化学修饰会影响脱乙酰度，所以得到的材料带有阳离子性质。壳聚糖易溶解在相对低pH值溶液中[18]。在酸性条件下，壳聚糖带有正电荷，使其更容易与存在于皮肤伤口的带负电荷分子(如蛋白质、阴离子多糖和核酸)相互作用[19]。此外，壳聚糖还具有成膜能力、温和的凝胶特性以及强大的粘接伤口组织的性能[20]，一方面壳聚糖能与黏液和上皮细胞相互作用，并最终导致细胞的紧密连接开放，从而增加上皮通透性，另一方面，这种聚合物的其他结构元素可能有助于他们的渗透活性增强[21]。此外，壳聚糖及其衍生物还能够促进血液凝固和提高伤口愈合速度。特别是低脱乙酰度的壳聚糖膜修复皮肤表面伤口已被证明是有显著效果的[22]。其他的研究也表明该材料可以增强巨噬细胞和中性粒细胞的炎症作用，为肉芽组织提供一个适当的炎症反应环境[23]。壳聚糖通过与其他聚合物或交联剂进行络合或者交联可以改变及提高其理化性质和机械性质。通过这种方法，设计具有增强愈合效果的壳聚糖基水凝胶敷料，这种水凝?
emSilver等。随着纳米银敷料的广泛研究，其毒性是一个无法忽视的问题。以前认为纳米银的毒性是银离子和银纳米粒子的联合作用[45]，但最近的一项研究证明纳米银的毒性完全是由银离子的释放引起的[46]。银纳米粒子与水分或伤口渗出液接触后在伤口表面被氧化，并释放银离子。这些离子附着在细菌细胞膜上，通过与细菌膜中的硫蛋白相互作用引起膜的损伤，并进入细菌内，破坏DNA[47-48]。它攻击细菌的呼吸链，抑制细胞分裂，并最终导致细胞死亡。银离子可以产生自由基，并诱导氧化应激进一步促进杀菌活动。图2显示以纳米银为代表的金属敷料的抗菌机制。但纳米银可能对人类真核细胞有相同的效果，研究表明纳米银水凝胶敷料对人皮肤成纤维细胞的细胞毒作用呈浓度依赖性[49]。因此，建立一个治疗窗，，银被控制在一个范围内，既可以抑制细菌，又不会对人体细胞产生毒性，这对于壳聚糖基纳米银水凝胶的应用是一个极为关键的问题。v表1壳聚糖基水凝胶搭载有机抗菌剂表注：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-异丙基丙烯酰胺。参考文献抗菌剂水凝胶组成成分实验模型实验结果[32]替加环素富含血小板血浆的壳聚糖黑腹果蝇对金黄色葡萄球菌表现出明显的抗菌活性，水凝胶体系是一种有效的抗生素释放递质。[33]盐酸四环素壳聚糖、PEG、PVPWistar大鼠48h后累积释放的药物占总负荷的80%，对G＋和G－菌有良好的抗菌性，促进伤口愈合，减少瘢痕形成。[34]米诺环素壳聚糖、PVASD大鼠0.75%壳聚糖，5%PVA和0.25%米诺环素，明显促进伤口愈合。[35]哌拉西林/他唑巴坦壳聚糖、PAAm体外抗生素的突发释放，具有抗菌和生物活性，具有理想的伤口敷料材料
【作者单位】： 吉林大学第二医院骨科;
【基金】：国家自然科学基金(81671804) 吉林省自然科学基金(20160101109JC,20150414006GH,20150312028ZG,20130206060GX) 吉林大学白求恩医学部博士研究生优秀拔尖人才培育计划(YB201501);吉林大学研究生创新研究计划(2017032)~~
【分类号】：R318.08
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