使用壳聚糖水凝胶结合鲸鱼来源的植物乳杆菌 HJ-S2 的代谢物促进伤口快速愈合

原创

来源：张金科

2025-09-11 15:57:03

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核心提示：本研究成功制备无有毒试剂、工艺环保的水凝胶，其具良好稳定性、强抗菌性（依赖 HJ-S2 的乳酸和乙酸）、显著的烧伤及糖尿病创面促愈合效果良好，且对创面无不良刺激。突破传统壳聚糖水凝胶的耐药性问题，提供新型创面治疗方案，挖掘海洋鲸源益生菌的应用潜力，为海洋生物资源开发提供参考。

皮肤作为人体屏障，受损后可能破坏体液平衡、体温调节，甚至危及生命；创面愈合需经历炎症期、增殖期、成熟期，炎症延长易致瘢痕。全球每年超1000 万人受影响，按体表面积和深度分 Ⅰ-Ⅲ 度，Ⅲ 度需植皮。因慢性高血糖致神经病变、血管病变，愈合困难，是临床修复难题。壳聚糖（CS）是天然碱性多糖，虽具生物相容性、止血、抗菌、促愈合潜力，但现有壳聚糖水凝胶多添加抗生素或Ag⁺，易引发细菌耐药性和细胞毒性，限制应用。鲸类皮肤自愈能力强，其肠道微生物可能通过“肠 - 皮轴”促进皮肤修复。从福建宁德海滩搁浅的柏氏中喙鲸肠道分离出植物乳杆菌 HJ-S2，初步研究显示其具降胆固醇功能，可能通过改善巨噬细胞运动性促创面愈合。

水凝胶的基础特性结果

PM@CS溶液与京尼平溶液按比例混合制备水凝胶。通过扫描电镜观察，PM@CS水凝胶（尤其是京尼平比例 2.5%、2% 的配方）内部孔隙更完整、丰富，比纯壳聚糖水凝胶（Pure CS）的多孔结构更优；在模拟细胞生长的 DMEM 培养基中，PM@CS水凝胶吸水溶胀能力比纯壳聚糖水凝胶更强，能更好适配创面细胞环境；且在去离子水和模拟体液中，其溶胀能力较弱，可避免过度吸水影响创面。降解方面，前 7 天 PM@CS 水凝胶降解速度比纯壳聚糖水凝胶慢，在去离子水中 14 天后仍有部分未降解，稳定性更优，能长期维持创面有益环境。

抗菌活性

通过琼脂孔扩散法，37℃培养 24h，游标卡尺测抑菌圈。发现PM@CS 水凝胶和 HJ-S2 的无细胞益生菌代谢物，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显抑制作用，能形成清晰的抑菌圈；而纯壳聚糖水凝胶和京尼平溶液几乎无法抑制这两种细菌生长。

通过 HPLC 分析 CFPM 中的有机酸发现，乳酸（26953.20mg/L）和乙酸（4830.54mg/L）含量极高，是主要成分，丙酸和丁酸含量极少，推测乳酸和乙酸是发挥抗菌作用的关键物质。

动物创面愈合效果

大鼠烧伤创面（三度烧伤）：

使用 PM@CS 水凝胶的大鼠，28 天内创面闭合情况最好，与使用 EGF 凝胶（阳性对照）效果相当；用 CFPM 的大鼠创面愈合比模型组（用生理盐水）好，而用纯壳聚糖水凝胶的大鼠创面愈合比模型组还差。对于组织情况，PM@CS 水凝胶组的皮肤组织中，细胞排列整齐、胶原纤维丰富且有序，炎症细胞少；纯壳聚糖水凝胶组有炎症细胞和空腔，组织再生差；模型组仍能观察到炎症细胞。PM@CS 水凝胶组中，IL-1β、IL-6 等促炎因子含量降低，IL-10 等抗炎因子以及 TGF-β、Ⅲ 型胶原等促进组织再生的物质含量升高。