负载多西环素的胶原-壳聚糖复合支架促进糖尿病伤口的快速愈合

本研究工作旨在开发载有多西环素的胶原蛋白-壳聚糖复合支架，以促进糖尿病创面的快速愈合。糖尿病是一种以血糖水平升高为特征的慢性代谢性疾病。糖尿病病程越长，并发症的风险越高，例如心血管疾病、肾病、神经病变、视网膜病变和足部损伤等。

足部神经损伤以及足部血流不良会增加多种足部并发症的风险。若不及时治疗，这些伤口最终可能需要进行脚趾、足部或腿部截肢。大约 25% 的糖尿病患者在其一生中有发生糖尿病足伤口的风险。

目前，糖尿病伤口的治疗管理仍是一个需要最终克服的难题。尽管糖尿病伤口的病理生理机制是多因素的，但人们认为局部使用抗炎药物可降低升高的MMP-9水平，重建皮肤稳态结构，并促进糖尿病伤口的愈合。本研究选用多西环素（MMP-9抑制剂）来抑制MMP-9的升高水平，因为MMP-9是一种导致糖尿病伤口持续炎症的主要炎性分子。

另一方面，生物材料几十年来一直备受人类关注，并已成为众多改变医疗格局的突破性技术的核心，广泛应用于高效递送药物和大分子，以及定制化生物医学器件的开发。因此，在此简要介绍之后，我们制备了一种载有多西环素的胶原-壳聚糖支架，旨在减轻糖尿病创面的延迟愈合，促进其修复进程。我是来自印度奥蒂耶市JSS药学院药剂学系的研究学者Bharat Kumar Reddy。

今天我们将探讨如何制备载有多西环素的胶原-壳聚糖支架，以促进糖尿病伤口的加速愈合。让我们简要了解该制备过程。我们将制备1.2%的胶原溶液，为此称取1.2克来源于大鼠尾部的I型胶原。

向其中加入 100 ml 去离子水，并静置半小时，以使胶原蛋白在水中充分溶胀。下一步，配制 0.8% 的壳聚糖溶液：取 0.8 克中等分子量的壳聚糖，加入 100 ml 1% 的乙酸溶液中混合均匀。该溶液同样静置半小时。

半小时后，将两种溶液均在2000转/分钟的转速下机械搅拌过夜。向过夜搅拌的胶原蛋白溶液中缓慢加入1克多西环素。含有胶原蛋白和多西环素的溶液再在2000转/分钟的转速下搅拌半小时。

将壳聚糖溶液缓慢加入此溶液中，并在室温下持续搅拌过夜。注意将其标记为含有多西环素、胶原蛋白和壳聚糖的物理混合物。该物理混合物随后在2000 rpm转速下继续搅拌半小时。

半小时后，将这些物理混合物转移至相应的铝制模具中，模具尺寸为2厘米×2厘米，厚度为0.5厘米。随后，将这些模具放入金属容器中。该金属容器内含有铝制模具，随后进行深冻处理。

24小时后，我们可以清楚地看到含有多西环素、胶原蛋白和壳聚糖的已固化物理混合物。将该固化后的物理混合物进一步进行冷冻干燥。冷冻干燥在-85±4°C条件下持续进行72小时。

72小时后，将冻干物料从冻干机中取出。此处可清晰看到完全干燥的物理混合物，即载有强力霉素的胶原-壳聚糖支架。这些支架需进行交联处理。为实施交联，首先通过称取0.488克MES和15毫升水配制MES缓冲液，从中取出20毫升MES缓冲液，分别转移至烧杯中。

向该20 ml烧杯中加入50 mg载有多西环素的胶原-壳聚糖材料。将此支架浸泡半小时。半小时后，将载有多西环素的胶原-壳聚糖支架从20 ml MES缓冲液中取出。

此外，将其浸入含有19.5 ml MES缓冲液、0.1264克EDC和0.014克NHS的溶液中。浸泡时间为4小时，以完成交联反应。交联完成后，将负载多西环素的交联胶原-壳聚糖支架从溶液中取出，并转移至之前步骤中所述的容器中，单独进行干燥。

在此我们可以清晰地看到非交联和交联的支架及其对应的图像。从图像中可以明显看出，由于形成了较强的分子内键，支架交联后导致孔径减小。选取雄性Wistar大鼠，并在其背部胸区标记出2厘米×2厘米的区域。

在标记周围制造切除伤口，并在OHP片上进行伤口描记。通过图形法测量伤口的描记面积。在动物身上制造的伤口约为176 mm。

随后，使用交联的载有多西环素的胶原-壳聚糖支架作为初级敷料处理所形成的伤口，并持续观察21天。动物从麻醉中恢复后，每只动物单独饲养，均给予常规饮食和饮水。

造模后，所有动物被分为三组，每组包含六只动物。在此我们可以清楚地看到第0天与第7天之间的差异，其中载有多西环素的交联支架组伤口缩小约48%。在此图像中，我们可以清晰地观察到各组在第14天与第21天之间的差异，其中载有多西环素的胶原蛋白交联支架组伤口愈合率约为99%。将愈合区域分离并采用HMB染色进行组织病理学分析。在此，我们可以清楚地看到，在第21天，载有多西环素的胶原-壳聚糖支架中表皮已重新上皮化。

在对照组和交联支架中，尽管仅使用了安慰剂，但仍需形成表皮。与我们自己的研究类似，制备的多西环素交联支架表现出多种理想特性，如良好的机械强度、生物相容性、持续释放的吸水能力，以及抗菌和抗炎性能。这些支架可作为治疗糖尿病伤口的理想给药剂型。