氧化铈纳米酶-甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶在小鼠全层皮肤缺损感染创面修复中的作用

目的探讨氧化铈纳米酶-甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)水凝胶(以下简称复合水凝胶)在小鼠全层皮肤缺损感染创面修复中的作用。方法该研究为实验研究。采用水热法制备粒径为(116±9)nm的氧化铈纳米酶,同时制备具有多孔网状结构且成胶性能良好的GelMA水凝胶。筛选出25μg/mL氧化铈纳米酶可明显促进人皮肤成纤维细胞增殖和具有较高的超氧化物歧化酶活性,将其加入GelMA水凝胶中制备复合水凝胶。计算用磷酸盐缓冲液(PBS)浸泡3、7 d后复合水凝胶中氧化铈纳米酶的释放百分比。将小鼠红细胞悬液分为用相应溶液处理的PBS组、Triton X-100组、氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组及复合水凝胶组,利用酶标仪检测处理1 h后红细胞的溶血情况。测定用PBS、氧化铈纳米酶、GelMA水凝胶及复合水凝胶培养耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和大肠埃希菌2 h后的细菌浓度。以上实验样本数均为3。取24只8周龄雄性BALB/c小鼠,在背部对称位置各制备1个用MRSA感染的全层皮肤缺损创面。将小鼠分为不进行药物干预的对照组及滴加相应溶液的氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组和复合水凝胶组,每组6只小鼠。观察伤后3、7、14 d创面愈合情况并测量伤后3、7 d剩余创面面积(样本数为5)。取小鼠伤后3 d创面分泌物,检测MRSA的浓度(样本数为3),采用激光散斑血流成像系统观测小鼠伤后5 d创面血流灌注量(样本数为6)。伤后14 d,取小鼠创面组织,行苏木精-伊红染色观察新生上皮情况,行Masson染色观察胶原情况(样本数均为3)。结果浸泡3、7 d后,复合水凝胶中氧化铈纳米酶释放百分比分别约为39%、75%。处理1 h后,与Triton X-100组比较,PBS组、GelMA水凝胶组、氧化铈纳米酶组及复合水凝胶组红细胞溶血程度均明显下降(P<0.05)。与用PBS培养比较,用氧化铈纳米酶、GelMA水凝胶、复合水凝胶培养2 h的MRSA、大肠埃希菌浓度均明显降低(P<0.05)。伤后3~14 d,4组小鼠创面均逐渐愈合,复合水凝胶组小鼠伤后14 d创面全部愈合。伤后3、7 d,复合水凝胶组小鼠剩余创面面积分别为(29±3)、(13±5)mm^(2),明显小于对照组的(56±12)、(46±10)mm^(2)和氧化铈纳米酶组的(51±7)、(38±8)mm^(2)(P值均<0.05),与GelMA水凝胶组的(41±5)、(24±9)mm^(2)相近(P值均>0.05)。伤后3 d,复合水凝胶组小鼠创面MRSA浓度明显低于对照组、氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组(P值均<0.05)。伤后5 d,复合水凝胶组小鼠创面血液灌注量明显大于对照组、氧化铈纳米酶组、GelMA水凝胶组(P值均<0.05)。伤后14 d,复合水凝胶组小鼠创面基本完成上皮化,上皮化情况明显优于其他3组;复合水凝胶组小鼠创面胶原含量较其他3组明显增多,排列也更为有序。结论复合水凝胶具有良好的生物相容性和体内外抗菌效果,可持续缓释氧化铈纳米酶,改善早期创面血流灌注,促进创面再上皮化及胶原合成,从而促进小鼠全层皮肤缺损感染创面愈合。