目的对于急性创面的不及时处理会增加机体感染风险,成为困扰急诊外科医师的一个普遍难题。本研究旨在设计一种可在急诊多发伤救治中对体表急性缺损创面进行即时有效保护的水凝胶敷料,并对其成胶机理、微观形貌、机械性能和生物学活性进行深入探讨。方法(1)将经高碘酸钠(NaIO_4)氧化得到的甘草酸(glycyrrhizinic acid,GA)与羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)完全混合后,通过测定成胶结果和成胶时间确定氧化程度和交联浓度最优组合方式。(2)通过傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、高级旋转流变仪等对水凝胶进行材料学性能表征。(3)将L929小鼠成纤维细胞与水凝胶浸提液共培养一段时间后,通过活/死细胞染色和细胞增殖/毒性检测试剂盒(cell counting kit-8,CCK-8)检测水凝胶的生物相容性。(4)使用抑菌环法和OD值计数法测试水凝胶对金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus,S.aureus)和大肠杆菌(escherichia coli,E.coli)的抗菌能力。(5)采用Sprague-Dawley(SD)大鼠肝损伤模型对水凝胶的止血时间和出血量进行测试。(6)将24只SD大鼠随机分为空白对照组(不做覆盖)、阳性对照组(临床用Alginate敷料)、CMCS敷料组和OGA-CMCS水凝胶敷料组,每组6只。构建大鼠全层皮肤缺损创面模型后,拍照记录各治疗组创面在特定时间点的闭合情况,并在第7天、第14天分批次处死大鼠,取下新鲜创面组织。(7)通过苏木素-伊红染色(hematoxylin-eosin,HE)和Masson染色观察各治疗组创面新生组织形态学变化。(8)通过免疫荧光双染技术测定各治疗组创面新生组织中血小板-内皮细胞粘附分子(platelet endothelial cell adhesion molecule-1,CD31)及α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smooth muscle actin,α-SMA)的表达情况。(9)通过免疫荧光染色技术检测各治疗组创面新生组织中巨噬细胞标志物一氧化氮合Microbiology抑制剂酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、CD68和CD163表达情况。(10)通过酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测各治疗组创面新生组织中炎症因子白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素4(interleukin-4,IL-4)和白细胞介素10(interleukin-10,IL-10)的表达水平。结果(1)制备的OGA-CMCS水凝胶经筛选后选择4%OGA+6%CMCS浓度下,NaIO_4/GA摩尔比分别为1:1、1.5:1、2:1的三组水凝胶进行后续实验。(2)材料学表征显示OGA-CMCS水凝胶在1599 cm~(-1)波长处出现了新的吸收峰,内部可见均匀的多孔结构,具有较低的溶胀率,良好的流变学性能、自愈合能力和可注射性。(3)体外细胞实验表明,三组水凝胶浸提液与L929小鼠成纤维细胞共培养48 h后细胞活力均高达90%以上,显示出水凝胶优异的生物相容性。(4)抗菌实验表明OGA-CMCS水凝胶在与细菌共孵育12 h时对S.aureus和E.coli具有明显的抑菌作用。(5)OGA-CMCS水凝胶的体内止血时间和出血量远低于空白对照组和纱布处理组(P<0.05)。(6)较其它治疗组相比,OGA-CMCS水凝胶敷料组拥有更显著的促进创面闭合效果(P<0.05)。(7)OGA-CMCS水凝胶敷料组在在术后第7天胶原容积分数与其它治疗组相比有所增高(P<0.05);在术后第14天肉芽组织厚度高于空白对照组(P<0.01),胶原容积分数与空白对照组和Alginate敷料组相比明显增高(P<0.01)。(8)术后第14天OGA-CMCS水凝胶敷料组创面新生组织中CD31、α-SMA的荧光密度比其它治疗组更高(P<0.05)。(9)在术后第7天,OGA-CMCS水凝胶敷料组iNOS的平均光密度值与空白对照组和AlginatOncologic emergencye敷料组相比明显降低(P<0.01);而CD163/CD68阳性细胞百分比与其它治疗组相比明显增加(P<0.01)。(10)与空白对照组相比,OGA-CMCS水凝胶敷料组促炎因子IL-6、TNF-α的表达水平显著降低(P<0.001),而抗炎因子IL-4、IL-10的表达水平显著增加(P<0.001)。结论(1)氧化后的GA可与CMCS通过席夫碱反应形成凝胶体系,且该水凝胶具有成胶速度快、内部孔隙均匀的优点。(2)OGA-CMCS水凝胶具有良好的粘附性、粘弹性、溶胀性、自愈合性和可注射性。(3)OGA-CMCS水凝胶具有优异的生物相容性、抗菌性能和快速止血性能。(4)OGA-CMCS水凝胶敷料能够有效促进体表急性缺损创面快速闭合,加快肉芽组织生长和胶原沉积速度,诱导新生血管形成,推动创面中巨噬细胞由促炎型(M1型)向抗炎型(M2型)的极化过程和抑SB431542细胞培养制创面内炎症因子的表达。因此,本研究首次制备出一种新型甘草酸基水凝胶敷料,为体表急性缺损创面的急诊处理提供了新思路和实验基础。