一、研究背景

皮肤伤口细菌感染通常造成难以愈合的伤口，因其高死亡率和巨大的经济负担而成为全球重大的公共卫生挑战。尽管如此，由于潜在的耐药性、延迟性超敏反应和重复感染，常规抗生素目前在应用中遇到了限制。银纳米粒子（Ag NPs）具有粒径小、比表面积大的特点，具有较强的广谱抗菌效果。同时，高生物安全性和低耐药性促使银纳米粒子成为医疗和食品加工领域新兴的抗菌材料。目前，多酚类、黄酮类、萜烯类、生物碱和多糖等天然提取物介导的银NPs生物合成被认为是绿色合成的途径，也是当前的研究热点。在我们之前的研究中，我们发现一种来自古药用昆虫美洲大蠊（Periplaneta americana L.PAGP）的新型糖蛋白通过调节巨噬细胞极化而显著促进创面愈合。有趣的是，PAGP上一定量的还原基团，如醛、酚羟基、巯基和硫醚键，促进了制备Ag NPs作为还原剂和稳定剂的潜力。作为概念验证，我们在此使用PAGP不仅制备了生态友好的Ag NPs，而且还作为伤口愈合材料。

目前，纱布、水胶体、透明膜、泡沫、水凝胶等各种创面敷料已广泛应用于创面愈合，其作用是作为物理屏障阻止病原微生物的侵入，吸收创面分泌物，促进创面愈合。显然，具有抑制细菌感染、减少敷料更换、修复损伤组织等多功能的敷料具有更好的临床应用优势。通过静电纺丝设备制备的纳米纤维薄膜在促进伤口愈合方面具有无与伦比的潜力，因为其独特的仿生纳米纤维结构、高孔隙率、高比表面积能够吸收伤口渗出物，并促进细胞迁移和增殖。然而，PAGP不能直接用于静电纺丝，需要与其他可纺聚合物混纺才能制备纳米纤维。聚乙烯醇（PVA）是制备纳米纤维敷料最常用的合成聚合物之一。具有优良的电可纺性、生物相容性、生物降解性、亲水性、无毒性和惰性生物活性。此外，聚乙烯醇还具有支持细胞粘附、增殖和迁移的高机械性能。因此，在本研究中，我们进一步将具有促进伤口愈合活性的天然PAGP与绿色合成的抗菌Ag NPs和具有良好静电纺丝性能的PVA混合，通过静电纺丝技术制备复合纳米纤维膜，命名为Ag NPs@PP膜（方案1）。基于制备工艺优化和表征，作为概念验证，Ag NPs@PP膜用于感染全层皮肤缺损大鼠模型，以证实其伤口愈合效果。

图1.静电纺丝技术制备银NPs@PP膜包埋绿色合成银纳米粒子，促进伤口愈合。

二、摘要

细菌引起的伤口感染通常会导致伤口愈合延迟，甚至严重的组织损伤，成为最棘手的临床问题之一。传统的治疗方法和伤口敷料既不能达到理想的抗生素活性，也不能达到加速伤口愈合的效果。基于本研究发现药用动物昆虫美洲大蠊（Periplaneta americana L.）中提取的糖蛋白（PAGP）对伤口愈合具有显著促进作用，本研究首先采用PAGP介导的绿色合成方法制备了银纳米粒子（Ag NPs），然后采用静电纺丝设备制备了嵌装银纳米粒子的环保PAGP纳米纤维膜（Ag NPs@PP膜）。制备的纳米纤维敷料具有良好的机械性能、表面润湿性、生物相容性和抗菌性能。与仅含Ag NPs或PAGP的纳米纤维膜相比，Ag NPs@PP膜促进巨噬细胞M2极化的能力更强，对粪便细菌感染的伤口愈合效果更高。综上所述，这种纳米纤维薄膜在改善感染伤口愈合方面具有很大的前景。

三、结论

在本研究中，我们成功地利用天然美洲大蠊糖蛋白（PAGP）还原AgNO3，制备了具有高分散性和高稳定性的超小Ag NPs（8.8 ± 2.8 nm）。结合Ag NPs显著的抗菌性能和PAGP促进伤口愈合的活性，进一步采用静电纺丝技术制备了嵌入Ag NPs的环保型PAGP纳米纤维膜（Ag NPs@PP膜）。体外研究表明，Ag NPs@PP膜具有良好的力学性能、生物相容性、促进巨噬细胞M2极化、对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较强的抗菌作用。Ag NPs@PP膜局部应用于粪便细菌感染大鼠创面模型，可通过促进TGF-β1表达和胶原再生，显著抑制细菌生长，加速创面愈合。

我们的研究表明，PAGP不仅可以作为促进伤口组织再生的活性成分，而且可以作为绿色合成银NPs的有效还原剂和稳定剂。与传统的物理化学方法相比，以pagp为媒介的生物绿色合成方法制备Ag NPs具有工艺简单、成本低、安全、环保等优点。与植物提取物相比，PAGP的组成更简单，反应条件更容易控制。它可以减少其他组分对银纳米粒子制备的干扰，防止纳米粒子的聚集。与单独的多糖相比，PAGP的蛋白质结构中含有丰富的羟基、亚氨基和巯基。其与Ag NPs的结合亲和力较强，制备的Ag NPs具有较好的分散性和稳定性。在促进感染创面愈合方面，Ag NPs与PAGP联合使用的治疗效果最好，具有协同作用。与先前报道的含有Ag NPs的敷料相比，添加PAGP的Ag NPs@PP膜在促进感染创面后期愈合方面更有优势。此外，Ag NPs@PP膜在整个制备过程中避免了有毒有机溶剂的使用，其安全性得到进一步保证，在临床应用中更有前景。未来，我们将进一步探索Ag NPs与PAGP协同抗菌和创面愈合作用的机制，并进一步将Ag NPs与PAGP联合应用于水凝胶、微球、海绵等不同敷料形式，使其在临床实践中适用于各种类型的创面和感染。

图2.四种电纺丝纳米纤维薄膜的表征。（A， B） PVA膜、PP膜、Ag NPs@P膜和Ag NPs@/PP膜具有代表性的SEM图像和直径分布。(C)应力-应变曲线。(D)静水接触角。(E) FT-IR光谱。数据显示为平均值 ± SD （n = 3）。