关键词：天麻多糖（GEP）、甘草酸（GLY）、壳聚糖
Glycyrrhizic acid-containing Gastrodia elata polysaccharide/chitosan hydrogel promotes macrophage M2 polarization and accelerates aging skin wound healing
Biomaterials Advances，March 2026，Article: 214571
https://doi.org/10.1016/j.bioadv.2025.214571
一、研究背景
天麻多糖（Gastrodia elata Polysaccharide, GEP）提取自药食同源植物天麻，具有优异的生物相容性。天然多糖分子富含羟基，经高碘酸钠氧化可引入醛基活性基团，能够与壳聚糖分子中的氨基发生席夫碱反应，进而构建含动态共价键的水凝胶网络结构。席夫碱结构可赋予水凝胶可降解性与自修复性能，与皮肤创面微环境具有良好的适配性。甘草酸（Glycyrrhizic Acid, GLY）作为甘草的核心活性成分，已被证实具有抗炎、抗氧化、免疫调节等多重生物学活性，可调控巨噬细胞的表型转换。
本研究设计并制备负载甘草酸的天麻多糖/壳聚糖复合水凝胶敷料，对材料的理化性能进行系统表征；从体外层面评价材料的抗氧化、止血及抗炎能力，探究其对巨噬细胞M2极化的调控作用；构建D-半乳糖诱导的衰老小鼠皮肤缺损模型，在体内层面评估创面修复效果，并围绕STAT3、Bax/Caspase-3信号通路揭示其调控巨噬细胞极化的分子机制，旨在为衰老慢性创面新型生物敷料的开发提供理论依据与新思路。
二、实验部分
1、氧化天麻多糖（GGEP）的制备
首先提取天麻多糖（GEP），采用高碘酸钠对GEP进行氧化改性，在多糖分子链中引入醛基活性位点，经透析纯化后得到氧化天麻多糖GGEP。
2、甘草酸微球及复合水凝胶（GM-Gel）的制备
制备甘草酸微球后，将GGEP溶液、壳聚糖溶液与甘草酸微球充分共混，利用醛基与氨基之间的席夫碱动态反应原位交联，成功构建天麻多糖/壳聚糖复合水凝胶GM-Gel。
3、材料理化性能表征
采用流变仪测试水凝胶的流变学性能；测定材料的溶胀行为与体外降解曲线；通过显微镜观察水凝胶的微观形貌；并在体外评价材料的止血性能与活性氧（ROS）清除能力。
4、体外细胞实验
采用LPS刺激巨噬细胞构建体外炎症模型，将巨噬细胞与水凝胶浸提液共培养。检测巨噬细胞M1/M2型相关标志物的表达，验证材料对巨噬细胞极化的调控作用；采用蛋白质免疫印迹（Western blot）检测STAT3、Bax、Caspase-3蛋白的表达水平，解析材料发挥作用的分子机制。
5、体内动物实验
通过腹腔注射D-半乳糖构建小鼠衰老模型，于小鼠背部制造全层皮肤缺损创面，将实验动物随机分为3组：空白对照组、单纯水凝胶组、GM-Gel水凝胶组。连续给予敷料处理21天，每日记录创面愈合率；实验结束后取材创面组织，进行苏木精-伊红（HE）染色与Masson染色，观察组织新生情况与胶原沉积水平；采用免疫组化分析巨噬细胞表型分布，评价创面组织炎症水平。
三、结果与讨论
氧化天麻多糖的醛基可与壳聚糖的氨基发生席夫碱反应，成功构筑动态交联水凝胶网络，甘草酸微球可均匀分散于水凝胶基质中。流变学测试结果表明，所制备水凝胶具备良好的力学性能；材料具有合适的溶胀能力，可有效吸收创面渗出液，且体外降解速率与创面组织再生速率相匹配。体外功能实验结果显示，GM-Gel具有优异的止血效果与ROS清除能力，能够有效缓解氧化应激损伤。
细胞实验结果证实，GM-Gel可显著抑制LPS诱导的巨噬细胞M1极化，同时促进巨噬细胞向M2修复表型转化；机制研究表明，GM-Gel能够抑制STAT3蛋白磷酸化，下调促凋亡蛋白Bax、Caspase-3的表达，阻断M1型巨噬细胞相关的炎症信号传导。
体内衰老小鼠创面模型实验结果显示，GM-Gel敷料可显著加速衰老皮肤创面的闭合；组织病理学结果提示，处理组创面新生上皮结构完整，胶原沉积更为丰富；免疫染色结果证明，创面组织中M2型巨噬细胞比例显著提升，局部炎症反应得到有效抑制。与单纯天麻多糖/壳聚糖水凝胶相比，引入甘草酸微球后，材料调控炎症反应、促进创面修复的效果得到显著增强。本研究制备的多糖基水凝胶所有组分均具备良好的生物安全性，席夫碱动态交联网络赋予材料理想的可降解特性，在衰老慢性创面修复领域具有良好的应用前景。
四、结论
本研究基于席夫碱动态交联法，成功制备了负载甘草酸微球的天麻多糖/壳聚糖复合水凝胶敷料。该水凝胶兼具优异的溶胀降解性能、止血性能与抗氧化性能，能够调控巨噬细胞从M1促炎表型向M2修复表型极化；作用机制为通过抑制STAT3磷酸化，下调Bax/Caspase-3表达，缓解创面慢性炎症反应。在D-半乳糖诱导的衰老小鼠创面模型中，该复合水凝胶可有效减轻局部炎症，促进胶原沉积与皮肤组织再生，显著加速衰老皮肤创面愈合。本研究开发的天麻多糖基复合水凝胶为衰老慢性创面修复提供了一种安全高效的生物敷料策略，可为天然中药多糖材料在创伤生物材料领域的应用提供支撑。
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