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| 多功能透明质酸钠/超支化聚赖氨酸水凝胶制备及其治疗感染性骨骼肌缺损的效果评价 |
| 王任先 房乾 叶嘉文 袁忠华 任泉仲 王町町 相磊 段顺 蒋协远 徐福建 |
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摘要 目的 制备多功能透明质酸钠（HA）/超支化聚赖氨酸（HBPL）水凝胶，评价其治疗感染性骨骼肌缺损的效果。 方法 以HA和HBPL为原料，通过碳二亚胺盐酸盐（EDC）/N‑羟基丁二酰亚胺（NHS）活化介导的酰胺化反应制备不同HBPL含量的水凝胶（简称为系列HP水凝胶）。通过傅里叶红外光谱、流变学测试及扫描电镜表征水凝胶结构，检测其溶胀、黏附性能、HBPL释放曲线和体外抗菌及抗氧化能力与生物安全性，综合评价以筛选最佳浓度水凝胶用于后续实验。选取72只8周龄雄性SD大鼠，按随机数字表法分为对照组、感染组和HP5组（HP5代表制备水凝胶所用HBPL溶液浓度为50 mg/ml），每组24只。感染组和HP5组于大鼠右侧胫前肌制备10 mm×5 mm×1.5 mm标准骨骼肌缺损模型，并在缺损区种植100 μl浓度为1×10⁷ CFU/ml的金黄色葡萄球菌菌液建立感染模型，HP5组给予HP5水凝胶治疗，对照组仅行皮肤及深筋膜切开。分别于术后第3天和第2、4、8周取材，通过骨骼肌大体形态观察、组织匀浆涂板菌落计数、HE 染色、免疫荧光染色［血小板内皮细胞黏附分子（CD31）、一氧化氮合酶（iNOS）、甘露糖受体C1型（CD206）］、骨骼肌组织称重及正常骨骼肌肌纤维横截面积占比分析，评价水凝胶体内抗感染效果与修复功能。 结果 HBPL与NHS活化HA通过酰胺化发生溶液‑凝胶转变，成功制备HP3、HP5、HP10、HP15和HP20水凝胶。其中，HP5水凝胶在抗菌活性和生物相容性方面表现出最佳性能，其具有多孔结构，组织黏附力为（1.1±0.2）kPa，1 h内可快速释放HBPL；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）抑菌率均>99%，1，1‑二苯基‑2‑三硝基苯肼（DPPH）清除率为（66.3±1.8）%，提示其具有良好的抗氧化及活性氧清除能力，溶血率<5%，小鼠成纤维细胞（L929细胞）存活率>70%，符合生物医用安全性标准。体内实验结果显示，随着修复时间进展，与对照组相比，感染组缺损骨骼肌肌纤维存在明显的纤维瘢痕，HP5组修复的缺损骨骼肌肌纤维排列接近对照组骨骼肌，纤维瘢痕明显减少。术后第3天，感染组骨骼肌组织匀浆涂板的菌落数较对照组显著增加，而HP5组的菌落数较感染组显著减少；术后2周，HP5组CD31阳性血管数多于感染组（P<0.05），CD206表达升高（P<0.01），iNOS表达降低（P<0.01）；术后8周，感染组骨骼肌组织质量及正常骨骼肌肌纤维横截面积占比均低于对照组（P<0.01），而HP5组均高于感染组（P<0.01）。 结论 成功制备HP5水凝胶。该水凝胶兼具优异的抗感染活性、生物相容性与促修复功能，可有效改善感染性骨骼肌缺损修复微环境，促进缺损骨骼肌的修复和功能恢复。
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