【摘 要】
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创伤、烧伤等造成的大面积皮肤缺损,常形成难以愈合的创面,不仅影响了皮肤组织的完整性,而且显著增加细菌感染的风险。因此,基于多糖和蛋白质组成的天然细胞基质（ECM）的优良生物相容性及可见光激发半导体产生自由基抗菌性能,本文设计并制备了一种具有注射性能优异、原位成胶快速、降解速率适宜及细胞生物相容性好的半导体纳米颗粒掺杂的仿细胞基质抗菌水凝胶。主要研究内容和结果如下:首先,利用甲基丙烯酸和碳酰肼修饰明
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创伤、烧伤等造成的大面积皮肤缺损,常形成难以愈合的创面,不仅影响了皮肤组织的完整性,而且显著增加细菌感染的风险。因此,基于多糖和蛋白质组成的天然细胞基质（ECM）的优良生物相容性及可见光激发半导体产生自由基抗菌性能,本文设计并制备了一种具有注射性能优异、原位成胶快速、降解速率适宜及细胞生物相容性好的半导体纳米颗粒掺杂的仿细胞基质抗菌水凝胶。主要研究内容和结果如下:首先,利用甲基丙烯酸和碳酰肼修饰明胶,形成Gelma-CDH,然后通过席夫碱反应和自由基聚合反应使得氧化海藻酸钠（OSA）与Gelma-CDH原位形成双网络水凝胶GCOA。同时,利用沸石咪唑酯框架-8（ZIF-8）包裹金纳米颗粒（Au NPs,15 nm）形成具有核壳结构的Au@ZIF-8杂化颗粒。由于金纳米颗粒的表面等离子体共振和ZIF-8之间的肖特基结效应,相比于单纯的ZIF-8,Au@ZIF-8在可见光（>400 nm）的激发下具有更高效的活性氧（ROS）产生。最后,将带正电的Au@ZIF-8负载到带负电的GCOA水凝胶中形成有机半导体纳米颗粒复合水凝胶（Au@ZIF-8@GCOA）。并通过紫外可见近红外检测、VB-X射线光电子能谱仪检测、傅里叶变换红外、与核磁共振氢谱、场发射扫描电镜测试等对颗粒及水凝胶的特性进行表征。体外抗菌实验表明Au@ZIF-8@GCOA水凝胶在可见光的照射下（20 min）对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长有显著的杀灭抑制作用。体外细胞实验包括细胞活死和激光共聚焦,表明Au@ZIF-8@GCOA水凝胶具有良好的促细胞黏附性能和细胞相容性。体内动物实验表明,将Au@ZIF-8@GCOA水凝胶原位注射于小鼠皮肤细菌感染伤口后,在可见光照射下能有效杀灭皮肤组织的细菌,降低炎症反应,加速皮肤组织的愈合过程。因此,Au@ZIF-8@GCOA水凝胶水凝胶在可见光照射下展现出了优异的抗菌效果及促皮肤修复性能,该研究为开发伤口皮肤修复功能材料提供了新思路。
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