学术报告

本文章题为“Effects of wound dressings containing silver on skin and immune cells”，发表于《Scientific Reports》（2020年第10卷：文章号15216），文章DOI为10.1038/s41598-020-72249-3。主要作者包括Kristina Nešporová, Vojtěch Pavlík, Barbora Šafránková等，研究团队隶属于Contipro A.S.、查尔斯大学、捷克科学院和圣安妮大学医院等机构。以下将从背景、研究方法、研究结果以及结论等方面对该研究进行详细介绍。

一、研究背景

慢性非愈合性创伤和难愈合伤口是全球医疗领域面临的重要挑战之一，不仅增加了患者的痛苦，同时也严重影响了医疗资源的分配。感染是慢性伤口的常见并发症，细菌的定植和生物膜的形成是难以愈合的主要原因。为了抗击细菌感染，传统抗菌疗法的使用面临抗生素耐药性增加的威胁。因此，寻找抗菌替代疗法成为医疗研究的热点。

长久以来，银因其抗菌性能被广泛应用于医疗器械中，特别是伤口敷料。然而，与传统抗菌机制的研究相比，银的作用模式尚未被完全理解，包括银离子（Ag+）和银纳米颗粒（AgNPs）的细胞毒理学效应。此外，虽然银敷料在体外的细胞毒性已被报道，但这种细胞毒性是否能够直接外推应用于临床尚不清楚。

本研究旨在深入探讨含银敷料的毒性和抗菌活性，主要集中在银的渗透能力、对皮肤细胞的DNA损伤及免疫细胞的反应。本研究的主要目标是在体外和离体（ex vivo）系统中评估四种具有不同银形式的商用银敷料的毒性和抗菌效力，从而为后续临床研究和产品设计提供依据。

二、研究过程

1. 实验材料与敷料选型 本研究选取了四种商业化银敷料：Aquacel Ag Hydrofiber（AQ）、Acticoat（AC）、Silvercel Hydroalginate（SC）与Ialugen Plus（IA）。这些敷料分别含有不同形式的银成分（如银盐、纳米银、SSD银磺胺嘧啶）。文章对敷料的银含量进行了ICP-OES（电感耦合等离子体光谱）检测，并分析了银在生理盐水和含胎牛血清培养基中的释放行为。

2. 银穿透性与皮肤样本处理 利用猪耳皮肤的离体组织，研究了各敷料样品在24小时和48小时内的银穿透能力。使用Franz扩散室模型模拟银向皮肤渗透，并通过银自金属法染色观测银在组织中的沉积分布。同时，检测银在皮肤累积的位置是否引发DNA损伤及压力反应，使用的工具包括γH2AX（一种DNA双链断裂标志物）的免疫荧光以及相关基因表达变化的qPCR分析。

3. 体外细胞毒性评估 该部分研究采用正常人真皮成纤维细胞（NHDF）和人类HaCaT角质形成细胞为模型，采用MTT方法分析敷料浸提液对细胞增殖及活力的影响，时间设置为24小时、48小时及72小时。同时，通过直接接触细胞培养法观察敷料对细胞单层抑制作用，并采用荧光探针DCF-DA评价因氧化应激引发的细胞反应。

4. 免疫细胞功能研究 通过全血系统分析敷料对中性粒细胞活性影响，包括氧化爆发能力和乳酸脱氢酶（LDH）释放水平。利用单核细胞激活测试（MAT）评价敷料对免疫细胞如单核细胞及巨噬细胞的促炎细胞因子（IL-6）的释放情况。

5. 抗菌效力实验 通过琼脂平板扩散法和微稀释法测试敷料对革兰阳性菌（如金黄色葡萄球菌）和革兰阴性菌（如铜绿假单胞菌）的抑菌效果，以最小抑菌浓度（MIC）为评估指标。

三、主要实验结果

1. 敷料银含量与释放特性 ICP-OES分析显示敷料中银含量差异明显。尽管银在生理盐水中的释放一致性较高，但在含胎牛血清培养基中，银释放显著增加，且释放的银量并不能直接与敷料中总银含量相关联。

2. 银渗透性与皮肤DNA损伤 在离体猪皮肤中，银的渗透深度随时间增加而增强，银主要在真皮层积累。IA敷料表现出最高的银渗透性，同时也引起了显著的DNA损伤。Western blot与免疫荧光结果显示经银处理的皮肤组织γH2AX蛋白表达显著上调，表明银的存在诱导了强烈的DNA应激反应。

3. 体外的细胞毒性 MTT实验和直接接触实验表明，所有敷料均对HaCaT角质形成细胞和NHDF成纤维细胞呈现不同程度的毒性，其中AQ和AC敷料具较强毒性，而SC敷料毒性最低。在氧化应激检测中，AC敷料引发最高水平的细胞内ROS生成，与其释放的银离子相关。

4. 免疫细胞毒性 敷料浸提液抑制了活化中性粒细胞的氧化爆发，但对未激活的中性粒细胞影响较小。而整个血液系统中，该类敷料增加了促炎性IL-6的分泌，但也同时诱发血细胞溶解和LDH释放，提示敷料对免疫细胞的双刃作用。

5. 抗菌效力 敷料在琼脂平板和微稀释实验中均表现出抑菌活性，但抗菌效率并非单独由银释放量决定。例如，SC敷料在抑菌效果显著的同时，对皮肤细胞毒性最低。

四、研究结论与意义

1. 结论 本研究系统评估了多种商业银敷料的毒性和抗菌活性。研究发现敷料释放的银能够穿透皮肤并引发基因毒性及应激反应，同时对角质形成细胞与成纤维细胞造成损害。此外，活化的免疫细胞更易受敷料毒性影响。

2. 科学意义 本研究首次从离体到体外实验，多模块全面揭示了银敷料的作用机制。结论表明，银敷料的使用需要更加谨慎，仅适用于治疗严重感染的慢性伤口，而对于已愈合或管理得当的伤口，其潜在毒性可能对再生细胞不利。

3. 应用价值 研究提示，未来应根据银的释放规律和具体目标，开发兼顾低毒性与抗菌效力的银敷料。当前研究为优化伤口愈合材料提供了理论依据。

五、研究亮点

1. 多形式银敷料的全面表征和毒性比较。
2. 创新性地在离体猪皮肤中验证了银的渗透性及引发的DNA损伤。
3. 提供了详尽的免疫细胞响应数据，为敷料临床使用提供关键信息。

通过本研究，研究人员认识到银的多重作用方式及其对伤口愈合的潜移默化影响，揭示了其“双刃剑”性质并为今后研发提供方向。