基于积雪草苷（asiaticoside）的复合生物支架在糖尿病创伤愈合中的应用研究进展

作者及发表信息
本文由Raniya Razif（马来西亚国立大学再生医学与组织工程学系）、Nur Izzah Md Fadilah（同属该校先进生物活性材料研究组）领衔的多国研究团队共同完成，发表于2025年1月的期刊《Biomedicines》（卷13期2）。其他合作单位包括马来西亚普特拉大学化学系、My Cytohealth生物技术公司等。

研究背景与主题
这篇综述聚焦于糖尿病足溃疡（Diabetic Foot Ulcers, DFUs）的治疗困境。全球糖尿病发病率持续攀升，约34%患者终生可能发生DFUs，其高复发率（5年内65%）和难愈合特性源于高血糖微环境导致的血管生成障碍、慢性炎症及细胞功能障碍。传统疗法面临耐药菌感染和药物渗透性差的挑战，而生物支架技术结合天然活性成分积雪草苷（源自传统草药雷公根/Centella asiatica）展现出解决这些问题的潜力。

核心观点与证据
1. 积雪草苷的多重治疗机制
- 促进胶原合成：通过激活Wnt/β-catenin信号通路上调胶原I型（COL1A1）表达（体外实验显示人牙龈成纤维细胞迁移速度提升40%）。
- 调控血管生成：在糖尿病大鼠模型中，积雪草苷支架组的CD31（血管内皮标记物）表达量较对照组提高2.3倍，显示促血管生成效应。
- 抗炎与免疫调节：可降低促炎因子TNF-α和IL-6（分别减少62%和58%），同时增加抗炎因子IL-10（提升75%），并通过诱导巨噬细胞从M1型向M2型转化加速炎症消退。

1. 生物支架负载技术的创新性

   • 电纺纳米纤维：由聚乙烯醇（PVA）/海藻酸钠（SA）/丝素蛋白（SF）构成的纳米纤维支架，其孔隙率（85±3%）和拉伸强度（12.7 MPa）模拟天然细胞外基质（ECM），积雪草苷包封率达92%。
     
   • 微针阵列：整合MXene（Ti3C2）纳米片的微针穿透角质层深度达400 μm，20分钟内释放80%药物，兼具机械强度（杨氏模量1.2 GPa）与光热抗菌性能。
     
   • 3D打印水凝胶：γ-聚谷氨酸（γ-PGA）基水凝胶通过光聚合实现原位成型，溶胀率650%维持伤口湿润环境，且胶原酶降解实验显示14天内可控降解。
     

2. 临床前研究数据

   • 体外实验：采用MTT法和划痕实验证实，积雪草苷纳米颗粒（AST-PNP）使L929成纤维细胞活力提高35%，迁移速率加快2.1倍。对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达14 mm和11 mm。
     
   • 动物模型：糖尿病小鼠伤口闭合时间从对照组的21天缩短至10天（p<0.01），组织学显示胶原纤维排列密度增加70%，表皮厚度恢复至正常水平（120±15 μm vs 对照组80±10 μm）。
     

3. 协同增效的材料组合

   • 明胶（Gelatin）：作为天然聚合物支架，其RGD序列促进细胞粘附，与积雪草苷联用可使胶原沉积量提升50%。
     
   • ε-聚赖氨酸（ε-PLL）：赋予支架广谱抗菌性，对MRSA的MIC低至8 μg/mL，与积雪草苷联用形成抗感染-促愈合双重功能。
     

研究价值与挑战
1. 科学意义：系统性阐明积雪草苷通过Wnt/β-catenin、NF-κB等多通路协同促进糖尿病创伤修复的分子机制，为天然药物-材料复合体系设计提供范例。
2. 临床转化潜力：载药支架的缓释特性（24小时释放率≤80%）和可定制性（如孔隙率、机械强度）支持个体化治疗，但需解决MXene等材料成本高昂（当前约$50/g）的产业化障碍。
3. 现存局限：现有临床数据仅来源于啮齿类动物，人体试验尚未开展；长期生物相容性（如纳米颗粒蓄积风险）需进一步评估。

亮点总结
- 多学科融合：结合植物化学、纳米技术与组织工程，开发针对DFUs病理特征的”按需设计”支架。
- 创新载体：首次报道MXene-积雪草苷微针体系，实现物理穿透与化学治疗的协同。
- 机制深度：从基因水平（LOX、TIMP1调控）到组织再生全景解析药物作用路径。

该综述基于2019-2024年Scopus/Medline/WOS数据库的138篇文献，排除非英文及二次文献，为糖尿病创伤修复领域提供了从基础到应用的系统性参考。