[文献21] 尺寸可调的均匀木质素纳米颗粒的制备及其在伤口愈合中的应用

大家好！我是制药卓越221班（大一）的靳丽娟，今天为大家分享一篇2022年发表在International Journal of Biological Macro-molecules（一区，IF=8.025）上的文章，题目为《尺寸可调的均匀木质素纳米颗粒的制备及其在伤口愈合中的应用》，通讯作者单位为大连理工大学。

【背景】皮肤是人体最大的器官，是防止微生物入侵的天然屏障。然而，在我们的生活中，皮肤更容易受到许多类型的创伤，包括烫伤、烧伤、划痕、割伤和尖锐划痕。一般来说，伤口愈合是一个非常复杂和动态的过程，涉及用新的细胞和组织取代受损结构的一系列分子、生理、生化和细胞过程。在急性和慢性伤口中，愈合过程始于循环炎症介质向伤口部位的渗透、生长因子和细胞外基质的分泌、上皮再生的启动和结缔组织的收缩，启动血管生成过程以重建受损的表皮和真皮层。因此，对于理想的伤口愈合医用敷料来说，降低医疗成本和防止慢性伤口发展是至关重要的。它能防止微生物入侵，通过上皮化加速伤口愈合，抑制疤痕形成，恢复皮肤动态平衡，经济实用。

近年来，为了加速皮肤伤口愈合，人们开发了许多有效的策略，如薄膜、泡沫、纤维、水凝胶和纳米颗粒。其中，纳米颗粒因其独特的发展前景，成为生物医学应用的首选材料。纳米颗粒的大小通常在10纳米到1000纳米之间，比通常靶向细胞的致病菌小得多。根据其理化性质，纳米颗粒具有明显不同的生物活性。特别是由于其较高的面积体积比意味着纳米颗粒更容易与细胞表面相互作用，进入细胞内部自然环境，从而产生更好的治疗效果。此外，纳米颗粒的大小、形状和化学性质也可以被改变，以进一步驱动细胞间的相互作用。

木质素是地球上第二丰富的天然聚合物，存在于所有植物物种中。它大量存在于次生细胞壁中，广泛分布于中间层，通常与半纤维素一起分布在纤维素周围。此外，木质素还可制备具有抗炎、抗菌、抗寄生虫、抗原性毒性、抗癌和抗诱变等性能的天然抗氧化剂。事实上，它的结构已经进化了数百万年，成为植物防御机制的一部分，协助植物抵御病原体和暴露于不同气候条件。众所周知，将木质素制成木质素纳米颗粒(LNPs)是为木质素提供高价值的有前途的方法之一。LNPs可能是一个完美的构建模块，因为它的生态友好特性和在许多应用中的潜在用途，如重金属离子吸附，模板，功能填料，抗菌涂层，药物缓释，传递基因和生物医学材料。Alqahtani等采用相分离法将不同溶解度的木质素与柠檬酸盐交联制备LNPs，用于口服给药。Alqahtani等生产了姜黄素负载的LNPs，并评估了其伤口愈合能力。Kim等报道了将壳聚糖和木质素磺酸盐结合在一起的纳米颗粒用于美容和生物医学用途。木质素磺酸盐加入壳聚糖纳米颗粒后，其降解溶菌酶的稳定性、抑菌活性和与人体细胞的生物相容性均较好。因此，LNPs的绿色开发被广泛认为是木质素生物医学应用的一条有前途的途径。

在本工作中，我们报道了一种液滴纳米沉淀法来制备具有可调控尺寸的均匀LNPs，用于伤口愈合领域。首先，我们详细研究了LNPs的结构和性质。然后，探讨了两个主要工艺参数对LNPs形态和尺寸的影响。最后，LNPs作为伤口敷料表现出明显的抗氧化活性、蛋白质的吸附能力、杀菌活性和生物相容性。特别是在小鼠皮肤伤口模型中，LNPs可以更好地加速伤口愈合和细胞增殖。总而言之，LCNFs可以成为未来开发用于治疗急性和慢性伤口的有效敷料中一种有前途的材料。

【摘要】通过控制木质素的形态和结构来构建具有木质素和纳米材料双重特性的木质素纳米颗粒（LNPs）是实现其在生物医学领域应用的有效途径之一。首先，详细研究了LNPs的形貌和化学结构。结果表明，LNPs的化学结构特征没有明显变化，其形貌更规则，尺寸分布更窄(50-350 nm)。此外，LNPs还表现出优异的水分散稳定性和高的负Zeta电位。随后，LNPs作为创面敷料具有良好的抗氧化性能、良好的蛋白质吸附能力、优异的杀菌活性和显著的生物相容性，表明LNPs在伤口愈合过程中不会干扰细胞的增殖。

【结论】综上所述，滴加纳米沉淀法可以制备尺寸可调的均匀纳米颗粒，用于伤口愈合。在此过程中，不需要对木质素进行任何化学改性，LNPs的大小可以通过去离子水的体积和搅拌速度来控制。与OL相比，LNPs的化学结构特征没有明显变化，形貌更规则，粒径分布更窄(50-350nm)。同时，LNPs具有较大的分子量、较低的PDI、较高的负Zeta电位和优异的水分散稳定性。此外，LNPs还具有良好的抗氧化活性、优异的蛋白质吸附能力、突出的杀菌活性以及作为伤口敷料时显著的生物相容性。特别地，在小鼠模型中的体内分析结果进一步证明了LNPs有助于更快的伤口愈合而没有细胞毒性作用。这是由于LNPs突出的抗氧化活性、优异的自由基清除能力和均匀的纳米结构。总之，所制备的木质素多糖为木质素的高值化利用提供了新的思路，有望成为促进伤口愈合的医用辅助材料。

引用文献：Boyu Du, Wanjing Li, Yating Bai, et al. Fabrication of uniform lignin nanoparticles with tunable size for potential wound healing application[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2022, 214: 170-180.   

DOI：10.1016/j.ijbiomac.2022.06.066