Advanced Healthcare Materials: 表面粗糙中空二氧化铈纳米粒子用于程序性促进伤口愈合研究

皮肤是人体最大的器官,具有防护紫外线辐照,阻挡病原体侵入和阻止水分丢失的重要机体保护功能。由于一直处于暴露在周围环境的状态,皮肤同时也是人体最易损伤的器官。皮肤伤口愈合是一个多种细胞参与,多阶段相互紧密联系逐渐演化的复杂过程,整个过程可分为四个阶段:止血阶段、炎症阶段,增殖阶段和组织塑形阶段。目前,大多数纳米材料只能通过促进单一阶段的发展加速伤口愈合。因此,开发智能纳米系统,通过分级促进伤口愈合的多个阶段,可以实现快速伤口愈合过程。

中国科学院长春应用化学研究所张海元课题组设计了表面粗糙、运载精氨酸的中空二氧化铈(AhCeO2)纳米系统,通过逐级促进止血、炎症和增殖阶段加快伤口愈合速度。在止血阶段,具有粗糙表面的纳米系统能够充分发挥其纳米桥连作用粘附皮肤并封闭伤口;在炎症阶段,中空结构可以使入射光在粒子内部发生多次的折射,显著地提升了粒子的光吸收能力,而壳层的多空结构有利于光生电子和空穴的分离,在二者共同作用下,AhCeO2纳米系统可以有效的吸收白光并产生活性氧,用来抑制细菌生长,保护伤口免受细菌的侵染;在增殖阶段,由于AhCeO2纳米系统具有拟酶活性,能够清除伤口的氧化应激损伤,同时释放的精氨酸能在一氧化氮合酶的催化作用下生成一氧化氮,两者共同促进了伤口处的细胞增殖。一系列体外和体内实验证明AhCeO2纳米系统能够有效的加快伤口愈合速度。相关结果发表在Advanced Healthcare Materials杂志上(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.201900256)。AhCeO2纳米系统的设计开辟了伤口愈合的新策略,有效地促进伤口愈合中多个阶段的发展,为纳米粒子促进伤口愈合拓展了新思路。