本技术涉及医药制剂技术,介绍了一种具备调控巨噬细胞极化、抑制细菌生长和促进伤口愈合功能的自组装胶束水凝胶及其制造工艺。该水凝胶由基础材料构成,具备一体化的治疗效果。
背景技术
皮肤是人体中最大的器官,承担着抵御外部侵袭的首要职责,其主要功能是预防微生物与非微生物引起的感染。然而,在遭遇意外伤害、外科手术、热灼伤、咬伤或蜇伤后,细菌感染的风险会显著增加,致病菌会紧密附着在受损组织表面,形成生物膜以抵抗免疫系统的清除,同时还会阻碍抗生素的渗透,从而导致难以愈合的顽固感染。随着感染的发展,细菌所产生的毒素会激发免疫系统,引起炎症反应,以试图抵御感染的进一步扩展。顽固感染的伤口因其不受控制的细菌侵扰和局部持续的炎症反应而恶名昭著,可能会引发严重并发症,尤其是脓毒血症的发生。为了应对伤口感染,抗生素常常被过度使用,这一行为导致了细菌对抗生素的耐药性增强,从而产生多重耐药菌株,这成为了公众健康的一大威胁。因此,如何在不促成多重耐药细菌出现的前提下,有效地杀灭细菌并破坏生物膜,已成为当前亟需解决的主要挑战之一。
巨噬细胞作为先天免疫系统的重要组成部分,发挥着多种关键功能,主要涉及宿主防御机制以及对多种外来微生物(包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等)的免疫应答。这些细胞在其表面具有广泛的受体,并且具备丰富的内部介质和所需的分泌分子,使得它们能够有效地识别、吞噬并消灭入侵的病原体,同时调节其他免疫细胞的活动。根据其所处环境的不同,巨噬细胞可以分化成两种功能明确的亚群,即促炎型巨噬细胞(M1型)和抗炎型巨噬细胞(M2型)。在感染创口处,巨噬细胞被激活转变为M1型,这种类型的巨噬细胞会过量释放多种促炎因子,如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素6(IL-6),这可能导致伤口愈合的延缓。而M2型巨噬细胞则能够分泌白细胞介素10(IL-10)、促血管生成因子(VEGF)以及转化生长因子(TGF-β),从而促进皮肤再上皮化。随着伤口愈合的推进,巨噬细胞的表型需要严格调节,从M1型向M2型的转变将有助于促进修复过程的顺利进行。然而,在感染创口处,炎症反应若过于强烈或持续时间过长,可能会对机体组织造成损伤,阻碍愈合过程,甚至引发全身性反应,从而导致巨噬细胞M1与M2之间的比例失衡。因此,调控巨噬细胞向M2型转化的过程成为治疗细菌生物膜感染的重要策略。
水凝胶是一种由水和大分子交联聚合物网络构成的独特材料,其结构和性质使其在组织工程和再生医学领域中具有广泛的应用前景。作为一种符合“湿性愈合”要求的敷料,水凝胶在促进创面愈合过程中展现出重要作用。它能够有效模拟软组织和细胞外基质,为伤口提供必要的支持,同时具备良好的填充、黏附、止血等功能,从而加速愈合进程。水凝胶的优越性质使其在临床使用中表现出色,其多孔结构和高含水量有助于吸收渗出物并保持水分,这不仅能有效抑制感染,还能减轻炎症反应。此外,水凝胶可以作为细胞因子等治疗因子的载体,这种特性使得它在促进伤口修复方面发挥着重要的作用。近年来,越来越多的天然药物分子被引入到水凝胶的制备中,与传统水凝胶相比,这些含有天然药物分子的自组装胶束水凝胶最大的优势在于,它们不仅能够为凝胶提供支架,还具有固有的药理活性,并且能够实现药物的缓释和控释,这对于缓解多重耐药细菌的产生具有良好的效果。白芨多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)是从传统中药白芨提取的一种天然葡甘露聚糖,作为白芨中的主要活性成分,BSP在治疗外伤出血、疮疡肿毒及皮肤皲裂等病症方面应用广泛;在消肿生肌的领域,白芨展示了对疮疡肿毒和皮肤溃疡的显著治疗效果;其作用机制包括促进肉芽组织的生长、胶原的沉积、血管的再生等。
因此,将白芨多糖引入水凝胶中制备新型水凝胶是完全是可行的,可以解决现有技术存在的问题。
实现思路