#化学每日一文# 长春大学勾东霞等：载刺五加/桂皮紫萁海藻酸钠/羧甲基壳聚糖水凝胶伤口敷料的制备及其性能研究
引用本文：张莉弘，窦信，邱鹏，等. 载刺五加/桂皮紫萁海藻酸钠/羧甲基壳聚糖水凝胶伤口敷料的制备及其性能研究[J]. 化学试剂, 2022, 44(11): 1577-1584。
DOI: 10.13822 /j.cnki.hxsj.2022.0230
背景介绍
伤口敷料是一类用于伤口修复的医用材料，其主要作用是吸收伤口渗出液防止感染周围正常皮肤，保护伤口免受细菌及尘粒等外源污染。水凝胶类敷料具有透气、维持伤口湿润环境等优势，已经成为一种新兴的伤口敷料。传统水凝胶敷料的制备多是基于化学合成类聚合物，生物相容性较差。同时，在制备中残留的化学试剂不仅会刺激伤口，还可能存在毒性。因此，使用天然高分子材料制备水凝胶敷料是目前研究的方向。羧甲基壳聚糖（CMCS）作为一种具有羧甲基官能团的水溶性壳聚糖，具有良好的抗菌性、无毒性、生物降解性和生物相容性，广泛应用于制备伤口修复的水凝胶。
文章亮点
1.选择海藻酸钠（SA）与羧甲基壳聚糖（CMCS）为原料，通过化学交联的方式制备水凝胶，负载1%刺五加/桂皮紫萁有效成分，制备载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料；
2. 不仅改善海藻酸钠水凝胶的力学性能，而且提高其对伤口修复的能力；
3. 为开发更安全、更高效的水凝胶敷料提供理论基础，在药物载体、生物医学等领域具有广阔的应用前景。
内容介绍
1实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 SA/CMCS水凝胶的制备
将SA加入NaCl溶液，常温搅拌均匀制得3%SA溶液，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）混合溶液，4 ℃活化3 h；制备3%CMCS水溶液，混匀两种液体制备水凝胶。
将制备的SA/CMCS水凝胶负载1%刺五加/桂皮紫萁有效提取物，得到载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶。
1.2.2 抗拉伸强度的测定
室温下使用电子万能实验机对SA/CMCS水凝胶抗拉伸强度进行测试。将水凝胶制成10 mm×7 mm的矩形长条，置于电子万能实验机上测定抗拉伸强度，拉伸速度为500 mm/min。
1.2.3 SA/CMCS水凝胶制备条件的优化
1.2.3.1 单因素试验
以抗拉伸强度为指标，考察NaCl浓度（0.1%、0.5%、0.9%、1.3%、1.7%）、EDC/NHS添加量（1.5%、2.25%、3%、3.75%、4.5%）、m（SA）∶m（CMCS）=3:7、2:3、1:1、3:2、7:3，对SA/CMCS水凝胶抗拉伸强度的影响。
1.2.3.2 响应面试验
以抗拉伸强度为响应值，优化SA/CMCS水凝胶制备条件。基于单因素实验结果，选择每个相关变量的3个水平进行中心组合设计（Box-Behnken），以分析响应模式并建立模型。
1.2.4 傅里叶红外光谱测定（FT-IR）
室温下使用傅立叶变换红外光谱仪对干燥的水凝胶样品进行测试。以KBr作为背景，按质量比1 : 180的比例加入烘干的水凝胶和KBr混合研磨，磨匀后的粉末放入压片机，将压片后的样品进行测量。扫描范围400～4000 cm-1。
1.2.5 孔隙率测定
1.2.6 溶胀曲线的测定
1.2.7 体外药物累计释放测定
1.2.8 抑菌性测定
使用液体抑菌的方法测定水凝胶的抑菌率。选择大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，采用细菌的吸光度（OD值）法研究水凝胶的抗菌性能。
1.2.9 抗炎性测定
使用Raw264.7小鼠巨噬细胞测定NO释放量，评价水凝胶的抗炎作用。
1.2.10 细胞存活率测定
使用Raw264.7小鼠巨噬细胞测定水凝胶细胞相容性。
2结果与讨论
2.1 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶制备的最优条件
2.1.1 单因素试验
SA与CMCS质量比、NaCl浓度、EDC/NHS添加量均可影响水凝胶的抗拉伸强度。
2.1.2 响应面回归模型的建立与分析
根据单因素试验的结果，设计响应面试验，因素水平见表1，响应面试验结果见表2。
2.2 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的FT-IR分析
空白和载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的FT-IR如图3所示。
2.3 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的孔隙率分析
空白和载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的孔隙率结果如图4所示。
2.4 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的溶胀度分析
水凝胶溶胀度能反映出水凝胶的吸水能力和孔结构。水凝胶中亲水性官能团，如羟基、氨基和酰胺基团使水凝胶吸收大量的水，导致水凝胶膨胀。在溶胀期间，水凝胶的交联网络结构能够防止水凝胶完全被破坏[23]。SA/CMCS水凝胶的溶胀曲线结果如图5所示。
2.5 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料药物释放分析
载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料在PBS中的累计释放曲线如图6所示，0～10 h刺五加/桂皮紫萁提取物的释放量随着时间的增加而均匀增加，释放速度基本恒定，呈零级释药状态，在10 h时释放率为（79.3±1.7）%；随着释放时间的延长，提取物的释放速率降低，趋近于0，当24 h时，药物累计释放率达到（93.34±2.4）%。
2.6 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料抑菌、抗炎作用分析
空白和载刺五加/桂皮紫萁水凝胶敷料的抑菌作用评价如图7a和7b所示。
2.7 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料生物相容性分析
在Raw264.7小鼠巨噬细胞上评价两种水凝胶敷料的生物相容性。
3结论
本文以水凝胶抗拉伸强度为响应值，优化出SA/CMCS水凝胶最佳制备条件为：NaCl浓度0.8%，EDC/NHS添加量2.25%，m（SA）∶m（CMCS）=1:1，此条件下水凝胶抗拉伸强度为0.884 MPa。在最佳条件下制备负载1%刺五加/桂皮紫萁提取物的水凝胶，FT-IR表明SA/CMCS水凝胶敷料已成功负载提取物，且未改变提取物的有效成分结构。SA/CMCS水凝胶敷料具有良好的吸收伤口组织液的作用，空白和载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料的溶胀度分别为（133±2.7）%和（135±3.6）%，孔隙率分别为（94.4±1.8）%和（90.5±1.2）%。载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料对提取物具有良好的缓释作用，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和NO的释放均具有较好的抑制作用，且具有良好的生物相容性。本研究结果表明，载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料具有良好的机械强度、理化性能和抑菌抗炎功能，具有开发成为新型伤口敷料的潜力。
引用本文：张莉弘，窦信，邱鹏，等. 载刺五加/桂皮紫萁海藻酸钠/羧甲基壳聚糖水凝胶伤口敷料的制备及其性能研究[J]. 化学试剂, 2022, 44(11): 1577-1584。
DOI: 10.13822 /j.cnki.hxsj.2022.0230
背景介绍
伤口敷料是一类用于伤口修复的医用材料，其主要作用是吸收伤口渗出液防止感染周围正常皮肤，保护伤口免受细菌及尘粒等外源污染。水凝胶类敷料具有透气、维持伤口湿润环境等优势，已经成为一种新兴的伤口敷料。传统水凝胶敷料的制备多是基于化学合成类聚合物，生物相容性较差。同时，在制备中残留的化学试剂不仅会刺激伤口，还可能存在毒性。因此，使用天然高分子材料制备水凝胶敷料是目前研究的方向。羧甲基壳聚糖（CMCS）作为一种具有羧甲基官能团的水溶性壳聚糖，具有良好的抗菌性、无毒性、生物降解性和生物相容性，广泛应用于制备伤口修复的水凝胶。
文章亮点
1.选择海藻酸钠（SA）与羧甲基壳聚糖（CMCS）为原料，通过化学交联的方式制备水凝胶，负载1%刺五加/桂皮紫萁有效成分，制备载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料；
2. 不仅改善海藻酸钠水凝胶的力学性能，而且提高其对伤口修复的能力；
3. 为开发更安全、更高效的水凝胶敷料提供理论基础，在药物载体、生物医学等领域具有广阔的应用前景。
内容介绍
1实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 SA/CMCS水凝胶的制备
将SA加入NaCl溶液，常温搅拌均匀制得3%SA溶液，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）混合溶液，4 ℃活化3 h；制备3%CMCS水溶液，混匀两种液体制备水凝胶。
将制备的SA/CMCS水凝胶负载1%刺五加/桂皮紫萁有效提取物，得到载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶。
1.2.2 抗拉伸强度的测定
室温下使用电子万能实验机对SA/CMCS水凝胶抗拉伸强度进行测试。将水凝胶制成10 mm×7 mm的矩形长条，置于电子万能实验机上测定抗拉伸强度，拉伸速度为500 mm/min。
1.2.3 SA/CMCS水凝胶制备条件的优化
1.2.3.1 单因素试验
以抗拉伸强度为指标，考察NaCl浓度（0.1%、0.5%、0.9%、1.3%、1.7%）、EDC/NHS添加量（1.5%、2.25%、3%、3.75%、4.5%）、m（SA）∶m（CMCS）=3:7、2:3、1:1、3:2、7:3，对SA/CMCS水凝胶抗拉伸强度的影响。
1.2.3.2 响应面试验
以抗拉伸强度为响应值，优化SA/CMCS水凝胶制备条件。基于单因素实验结果，选择每个相关变量的3个水平进行中心组合设计（Box-Behnken），以分析响应模式并建立模型。
1.2.4 傅里叶红外光谱测定（FT-IR）
室温下使用傅立叶变换红外光谱仪对干燥的水凝胶样品进行测试。以KBr作为背景，按质量比1 : 180的比例加入烘干的水凝胶和KBr混合研磨，磨匀后的粉末放入压片机，将压片后的样品进行测量。扫描范围400～4000 cm-1。
1.2.5 孔隙率测定
1.2.6 溶胀曲线的测定
1.2.7 体外药物累计释放测定
1.2.8 抑菌性测定
使用液体抑菌的方法测定水凝胶的抑菌率。选择大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，采用细菌的吸光度（OD值）法研究水凝胶的抗菌性能。
1.2.9 抗炎性测定
使用Raw264.7小鼠巨噬细胞测定NO释放量，评价水凝胶的抗炎作用。
1.2.10 细胞存活率测定
使用Raw264.7小鼠巨噬细胞测定水凝胶细胞相容性。
2结果与讨论
2.1 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶制备的最优条件
2.1.1 单因素试验
SA与CMCS质量比、NaCl浓度、EDC/NHS添加量均可影响水凝胶的抗拉伸强度。
2.1.2 响应面回归模型的建立与分析
根据单因素试验的结果，设计响应面试验，因素水平见表1，响应面试验结果见表2。
2.2 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的FT-IR分析
空白和载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的FT-IR如图3所示。
2.3 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的孔隙率分析
空白和载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的孔隙率结果如图4所示。
2.4 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料的溶胀度分析
水凝胶溶胀度能反映出水凝胶的吸水能力和孔结构。水凝胶中亲水性官能团，如羟基、氨基和酰胺基团使水凝胶吸收大量的水，导致水凝胶膨胀。在溶胀期间，水凝胶的交联网络结构能够防止水凝胶完全被破坏[23]。SA/CMCS水凝胶的溶胀曲线结果如图5所示。
2.5 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料药物释放分析
载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料在PBS中的累计释放曲线如图6所示，0～10 h刺五加/桂皮紫萁提取物的释放量随着时间的增加而均匀增加，释放速度基本恒定，呈零级释药状态，在10 h时释放率为（79.3±1.7）%；随着释放时间的延长，提取物的释放速率降低，趋近于0，当24 h时，药物累计释放率达到（93.34±2.4）%。
2.6 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料抑菌、抗炎作用分析
空白和载刺五加/桂皮紫萁水凝胶敷料的抑菌作用评价如图7a和7b所示。
2.7 载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料生物相容性分析
在Raw264.7小鼠巨噬细胞上评价两种水凝胶敷料的生物相容性。
3结论
本文以水凝胶抗拉伸强度为响应值，优化出SA/CMCS水凝胶最佳制备条件为：NaCl浓度0.8%，EDC/NHS添加量2.25%，m（SA）∶m（CMCS）=1:1，此条件下水凝胶抗拉伸强度为0.884 MPa。在最佳条件下制备负载1%刺五加/桂皮紫萁提取物的水凝胶，FT-IR表明SA/CMCS水凝胶敷料已成功负载提取物，且未改变提取物的有效成分结构。SA/CMCS水凝胶敷料具有良好的吸收伤口组织液的作用，空白和载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料的溶胀度分别为（133±2.7）%和（135±3.6）%，孔隙率分别为（94.4±1.8）%和（90.5±1.2）%。载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料对提取物具有良好的缓释作用，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和NO的释放均具有较好的抑制作用，且具有良好的生物相容性。本研究结果表明，载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶敷料具有良好的机械强度、理化性能和抑菌抗炎功能，具有开发成为新型伤口敷料的潜力。
【#乌克兰指控俄军破坏赫尔松基建并犯战争罪行 俄否认#】乌克兰指控俄罗斯士兵在攻占南部重镇赫尔松市后大肆破坏基建，并犯下最少数百宗战争罪行，俄罗斯否认蓄意以平民为目标。
乌克兰收复赫尔松市后第三天，有乌军将领警告，俄军正在赫尔松对岸布防。有片段显示，横跨第聂伯河两岸的大桥局部倒塌，部分桥身断开。地方官员指，俄军撤出后，炸毁大桥及一间发电厂。赫尔松地区长官指，俄军在所有基建设施布雷或进行摧毁，现时市内大部分住户仍未有食水和电力供应，水电公司正尽力抢修。为安全起见，当局决定暂时维持宵禁令，由傍晚五时至第二天八时。
另外，乌克兰总统泽连斯基指，调查人员已记录逾400宗俄方涉嫌干犯的战争罪行，找到多具乌军和平民尸体，正追捕俄军和雇佣兵。而俄方一直否认有在乌克兰攻击平民。
乌军在其他地区的反攻行动持续。国防部指，乌军上周在第聂伯河沿岸收复了逾百个村庄，涉及4500平方公里土地。
俄罗斯国防部13日称，俄军在顿涅茨克地区和卢甘斯克地区击退了乌军的军事行动并继续发动进攻，占领了马奥尔斯克村，同时打击了乌克兰空军位于切尔卡瑟的一座军火库。香港卫视综合报道。https://t.cn/A6oD3aor
乌克兰收复赫尔松市后第三天，有乌军将领警告，俄军正在赫尔松对岸布防。有片段显示，横跨第聂伯河两岸的大桥局部倒塌，部分桥身断开。地方官员指，俄军撤出后，炸毁大桥及一间发电厂。赫尔松地区长官指，俄军在所有基建设施布雷或进行摧毁，现时市内大部分住户仍未有食水和电力供应，水电公司正尽力抢修。为安全起见，当局决定暂时维持宵禁令，由傍晚五时至第二天八时。
另外，乌克兰总统泽连斯基指，调查人员已记录逾400宗俄方涉嫌干犯的战争罪行，找到多具乌军和平民尸体，正追捕俄军和雇佣兵。而俄方一直否认有在乌克兰攻击平民。
乌军在其他地区的反攻行动持续。国防部指，乌军上周在第聂伯河沿岸收复了逾百个村庄，涉及4500平方公里土地。
俄罗斯国防部13日称，俄军在顿涅茨克地区和卢甘斯克地区击退了乌军的军事行动并继续发动进攻，占领了马奥尔斯克村，同时打击了乌克兰空军位于切尔卡瑟的一座军火库。香港卫视综合报道。https://t.cn/A6oD3aor
#交警答疑# 问：泸州市区内可以骑电动三轮车上路吗？
答：为维护城市道路交通秩序，确保道路交通安全、畅通，自2018年7月1日起，我市主城区实行三轮车（含燃油、电动）限制通行管理措施，限制时间及限制区域具体如下：
1、江阳区：每日07：00—20：00，主城区道路全线禁止三轮车通行，即：北面以康城路一段马屋基立交、沱三桥为界(三轮车从沱六桥绕行，沱三桥严禁三轮车通行)，东北面以沱一桥及复线桥为界（严禁三轮车从沱一桥及复线桥进入主城区），南面以长江大桥为界（严禁三轮车从长江大桥进入主城区）以内的区域。十公里方向过境江阳主城区的三轮车须在马屋基立交处右转上沱六桥往龙马潭区行驶。
2、龙马潭区：每日07：00—20：00，禁止三轮车沿龙马大道(关口↔沱三桥)、蜀泸大道（沱二桥↔西南商贸城加油站路口）通行，可通过其周边道路通行，允许三轮车经龙马大道(关口↔沱三桥)各路口进行通行线路转换。
3、过境江阳主城区的三轮车可经国窖大桥↔忠山隧道↔沱二桥往返通行。
4、邮政快递、垃圾清运等特殊用途三轮车由主管部门统一编号，经市公安局交通警察支队审核通过后方可通行限行区域，且须严格按照限定时间、区域通行，严禁跨区域行驶。
此外，长江大桥每周工作日7:30—9:00实行“三出一进”交通管制，在管制时间段内只允许公交车、出租车、摩托车、特种车通行，其余车辆绕行国窖长江大桥通行。目前，电动三轮车暂不能通行。
答：为维护城市道路交通秩序，确保道路交通安全、畅通，自2018年7月1日起，我市主城区实行三轮车（含燃油、电动）限制通行管理措施，限制时间及限制区域具体如下：
1、江阳区：每日07：00—20：00，主城区道路全线禁止三轮车通行，即：北面以康城路一段马屋基立交、沱三桥为界(三轮车从沱六桥绕行，沱三桥严禁三轮车通行)，东北面以沱一桥及复线桥为界（严禁三轮车从沱一桥及复线桥进入主城区），南面以长江大桥为界（严禁三轮车从长江大桥进入主城区）以内的区域。十公里方向过境江阳主城区的三轮车须在马屋基立交处右转上沱六桥往龙马潭区行驶。
2、龙马潭区：每日07：00—20：00，禁止三轮车沿龙马大道(关口↔沱三桥)、蜀泸大道（沱二桥↔西南商贸城加油站路口）通行，可通过其周边道路通行，允许三轮车经龙马大道(关口↔沱三桥)各路口进行通行线路转换。
3、过境江阳主城区的三轮车可经国窖大桥↔忠山隧道↔沱二桥往返通行。
4、邮政快递、垃圾清运等特殊用途三轮车由主管部门统一编号，经市公安局交通警察支队审核通过后方可通行限行区域，且须严格按照限定时间、区域通行，严禁跨区域行驶。
此外，长江大桥每周工作日7:30—9:00实行“三出一进”交通管制，在管制时间段内只允许公交车、出租车、摩托车、特种车通行，其余车辆绕行国窖长江大桥通行。目前，电动三轮车暂不能通行。
✋热门推荐