关键词：NIPAM、4-乙烯基苯硼酸、PEG基RAFT链转移剂、AIBN、β-环糊精、姜黄素

A Functional Supramolecular Hydrogel with Host–Guest Cyclodextrin Co-Delivery of Curcumin and Borneol Actively Remodels the Pathological Microenvironment of Oral Ulcers

Biomacromolecules，October 12, 2026

https://doi.org/10.1021/acs.biomac.6c02094

一、研究背景

复发性口腔溃疡是临床常见的口腔黏膜炎症性损伤疾病，创面局部高浓度活性氧（ROS）蓄积、致病菌定植及持续性炎症浸润共同构成了恶劣的病理微环境，是导致溃疡迁延不愈、反复发作的核心诱因。现有临床制剂多以单一镇痛或抑菌为主要作用靶点，难以实现抗氧化、抗菌、抗炎及促修复的协同调控。姜黄素与冰片均为传统天然活性物质，分别具有优异的抗氧化、抗炎活性及促渗透、抑菌功效，但二者存在水溶性差、易氧化降解的缺陷，极大限制了其局部给药的临床应用。超分子水凝胶依靠非共价相互作用实现动态可逆交联，常被用于构建局部创面递送系统；苯硼酸基团可与组织表面邻二醇结构形成硼酸酯键，赋予材料组织粘附能力；聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是经典温敏高分子，在生理温度下可发生溶胶-凝胶转变，适用于口腔病灶的原位注射成型；β-环糊精具有疏水空腔，可通过主客体识别包合疏水性药物，提升药物的溶解度与稳定性。基于此，本研究设计合成含苯硼酸侧基的ABA型温敏三嵌段共聚物NPONP，分别制备β-环糊精-姜黄素（CD-Cur）、β-环糊精-冰片（CD-B）包合物，将两种包合物与NPONP共组装，构建可注射、自修复、组织粘附的超分子水凝胶，实现姜黄素与冰片的同步递送，协同清除ROS、抑制细菌、调控巨噬细胞表型、促进血管生成，重塑口腔溃疡病理微环境，以实现高效创面修复。

二、实验部分

1、NPONP三嵌段共聚物的合成

以聚乙二醇（PEG）基大分子可逆加成-断裂链转移（RAFT）试剂（Macro-CTA）为链转移剂，通过RAFT聚合引入N-异丙基丙烯酰胺与苯硼酸功能化单体，合成两端修饰苯硼酸的ABA三嵌段共聚物NPONP。采用核磁共振氢谱（¹H NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）对聚合物的化学结构、分子量及分布进行表征。

2、环糊精主客体包合物制备

分别将姜黄素、冰片与β-环糊精在水溶液中搅拌共包合，制备CD-Cur、CD-B主客体包合物。利用¹H NMR验证主客体包合作用，表征包合物的物相组成与溶解行为。

3、超分子水凝胶制备

将CD-Cur、CD-B包合物与NPONP共溶于水溶液，低温下呈溶胶态；升温至生理温度时，依靠PNIPAM的温敏相变、硼酸酯动态交联及环糊精主客体相互作用形成超分子水凝胶。对水凝胶的温敏溶胶-凝胶转变特性、自修复性能及组织粘附性进行表征。

4、体外性能评价

采用DPPH/ABTS法检测水凝胶的自由基清除能力；选取典型口腔致病菌评价其体外抗菌与抗生物膜效果；考察材料对巨噬细胞极化、内皮细胞成管行为的调控作用。

5、体内动物实验

构建大鼠口腔溃疡模型，原位注射水凝胶。定期记录创面愈合速率，通过组织切片、免疫荧光染色评价创面ROS水平、细菌载量、巨噬细胞极化状态、新生血管形成及炎症因子表达情况。

三、结果与讨论

1、材料结构表征

¹H NMR图谱证实NPONP共聚物成功引入苯硼酸基团；GPC结果显示聚合物分子量分布均一。¹H NMR氢谱位移变化证明姜黄素、冰片成功进入β-环糊精疏水空腔，主客体包合作用构建成功，且包合物显著提升了两种疏水性药物的水溶性。

2、水凝胶理化特性

该体系具有显著的温敏响应特性：低温下为可流动溶胶，便于病灶注射；37℃下可快速转变为凝胶态。硼酸酯动态键赋予水凝胶良好的自修复能力，断裂后可重新结合；苯硼酸基团可与口腔黏膜糖蛋白结合，实现稳定的组织粘附，不易被唾液冲刷流失。

3、体外抗氧化与抗菌活性

水凝胶体外自由基清除效率＞80%，可高效清除创面蓄积的ROS；对口腔常见致病菌具有广谱抑菌效果，可抑制生物膜形成，减轻细菌介导的炎症刺激。

4、体内口腔溃疡修复效果

动物实验结果表明，载药超分子水凝胶可显著加速溃疡创面闭合。机制层面，该材料可清除局部ROS、降低氧化应激水平；抑制致病菌定植；诱导巨噬细胞向抗炎修复型M2表型极化，下调促炎因子表达；促进内皮血管新生，重建黏膜微循环，协同改善溃疡病理微环境。

四、结论

本研究开发了一种基于环糊精主客体作用共载姜黄素、冰片的多功能超分子温敏水凝胶。该水凝胶可原位注射成型，兼具组织粘附、自修复、抗氧化、抗菌多重功能，能够从氧化应激、细菌感染、炎症调控、血管再生多维度主动重塑口腔溃疡病理微环境，有效促进口腔黏膜创面愈合。该天然药物共递送超分子水凝胶体系，为复发性口腔溃疡的局部治疗提供了一种具有应用潜力的新方案。

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