研究表明，植物类黄酮因其抗氧化、抗菌和抗炎作用而受到越来越多的关注。然而其固有的水溶性差和生物利用度低，这不利于慢性伤口愈合的特性。

有鉴于此，上海交通大学冯传良教授团队开发了一种基于水凝胶的多种植物类黄酮敷料可以协同帮助慢性伤口闭合，并实现加载类黄酮的卓越溶解度和最佳治疗效果。植物类黄酮之间的协同作用以增强其生物功能是建立在共组装和手性转移的基础上的。通过具有相同骨架的类黄酮与超分子水凝胶剂之间的非共价相互作用制备多类黄酮的共组装体。通过链-链非共价相互作用实现了从共组装体到聚（乙烯醇）和壳聚糖的手性转移，又提高了机械强度和吸水能力以适应伤口的变化。此外，由于匹配的理化性质和协同治疗效果，最佳水凝胶显示出促进的愈合过程。这项研究可能为设计和构建新一代水凝胶敷料的多重治疗效果提供新的见解，以通过在复杂的合作策略中调整多种前体的组装过程来加速慢性伤口愈合。这项研究以“Herb-Functionalized Chronic Wound Dressings for Enhancing Biological Functions: Multiple Flavonoids Coordination Driven Strategy”为题发表在著名期刊Advanced Functional Materals上。

【多黄酮协同水凝胶的形态、流变性能】

为了制备由非共价键相互作用调节的多黄酮类协同水凝胶，作者设计并合成了肽两亲水凝胶剂（LBA 和 DBA）。室温下水凝胶的CD光谱表明， LBA水凝胶形成了具有首选旋向性的螺旋结构。LBA 和 DBA 对映体的CD光谱在 218 和 234 nm 处显示出显着的棉花效应。超分子水凝胶的SEM表明， DBA 的自组装产生了独有的左手（M型）螺旋纳米纤维，而LBA的自组装产生了具有均匀P-手性的扭曲纳米纤维。这一观察结果与水凝胶的CD结果非常一致，表明可以从外消旋凝胶剂中成功地获得定义明确的具有相反旋向的螺旋聚集体。黄芩的潜在药用活性最早记载于1593年的《本草纲目》，其根用于缓解腹泻、痢疾、高血压、出血、失眠、炎症和呼吸道感染等症状。具有抗炎、抗菌和抗氧化特性成分的黄芩主要的生物活性物质为黄酮类化合物。

图1 黄酮类功能化水凝胶敷料制备流程及其对大鼠慢性伤口愈合的作用

【活性成分的释放】

作者检测了药草功能化水凝胶中黄芩黄酮类化合物在不同时间间隔的释放曲线。结果表明，所有水凝胶中释放的TF都是稳定的，并显示出成功的缓释效果，这有利于避免由于正常组织中TF释放不足而引起的副作用。此外，类黄酮在CFPD中的释放速度比在CFPL中慢，表明TF和D/L手性超分子之间存在不同的相互作用。值得注意的是，在治疗的第 11 天，仍然观察到所有水凝胶的缓慢释放。一般来说，具有更多酚羟基的黄酮类化合物显示出更高的有效容量。从黄芩中提取的黄酮类化合物具有不同数量的酚羟基，因此相对于没有TF负载的组显示出改善的自由基清除活性。综上可以看出CFPL水凝胶在单剂量有效覆盖皮肤切口后，表现出持续释放特性和高自由基清除活性、粘附性和机械强度，足以闭合伤口，从而实现持久的治疗和后期治疗。

图2 活性成分的释放

【促进伤口愈合的机制】

多种类黄酮配位驱动的手性水凝胶可以有效上调伤口愈合过程中的APJ/apelin通路、分化相关基因和蛋白质表达水平。具有手性结构的类黄酮水凝胶可以增强细胞增殖和迁移，作为用于伤口愈合的组织再生支架。手性BF超分子水凝胶不仅可以为生物大分子的最佳性能提供手性环境，而且对外部扰动具有良好的保护作用。此外，该平台具有很高的通用性和可调整性。因此，由于黄酮类化合物的相同骨架，可以通过植物黄酮类化合物上的酚羟基与LBA或LBA-2之间的协同非共价相互作用来制造多种组分的共组装体。在这项工作中开发的手性超分子水凝胶剂实现了黄酮类化合物的增强生物活性。CFPL水凝胶的治疗效果呈现出协同关系。这一成就的关键是使用超分子水凝胶中的非共价相互作用位点的策略，不仅用于连接TF，还用于识别手性生物客体。由于立体选择性相互作用，手性超分子结构可以使手性生物分子和植物类黄酮的对映体组成产生偏差，从而导致加速慢性伤口愈合的能力不同。CFPL水凝胶的加速治疗效果与理化性质之间的协同作用确保了优越的治疗效果。

图3 促进伤口愈合的机制

【结论】

L型凝胶剂和类黄酮之间的协同作用可协同帮助慢性伤口闭合，并使负载类黄酮具有优异的溶解性和最佳治疗效果。L型凝胶剂和黄酮类化合物的组合物可以偏向血管生成蛋白，从而导致加速慢性伤口愈合的卓越生物能力。它为开发新一代草本功能水凝胶以增强黄酮类化合物的治疗功效并加速慢性伤口愈合提供了重要的见解。作者强调手性纳米结构和丰富的植物类黄酮之间的超分子相互作用在水凝胶敷料设计中的关键作用，并提供了一种利用药用植物的新方法。此外，鉴于黄酮类水凝胶的各种优势，其对其他复杂伤口的有效性的研究具有广阔前景。

原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202204291

来源：高分子科学前沿

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