负载ZIF-8的GelMA水凝胶制备及其药物缓释性能和抑菌作用评价OA北大核心CSTPCD

目的:制备一种含沸石咪唑类骨架材料8(ZIF-8)的复合光交联水凝胶,评价其体外细胞毒性、药物释放能力和抗菌性能。方法:采用水热法合成ZIF-8颗粒,扫描电子显微镜(SEM)观察ZIF-8颗粒微观形态表现。将ZIF-8颗粒以质量分数0.2%的比例与甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)混合获得复合水凝胶GelMA-Z。采用原子吸收光谱法检测各时间点GelMA-Z中锌离子(Zn^(2+))累计释放量。NIH-3T3细胞分为对照组、GelMA组和GelMA-Z组,将GelMA和GelMA-Z与NIH-3T3细胞共培养1、3和7 d,采用CCK-8法检测各组细胞存活率。大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)分为对照组、GelMA组和GelMA-Z组,将GelMA和GelMA-Z分别与E.coli和S.aureus共培养6、12和24 h,采用酶标仪检测不同时间点各组细菌活性,采用平板抑菌实验和活/死细菌染色实验检测各组细菌菌落形成情况和活/死细菌染色情况。结果:SEM观察,采用水热法合成的ZIF-8颗粒具有均匀的粒径。原子吸收光谱法检测,GelMA-Z中Zn^(2+)在1 d内呈突释阶段后缓慢释放,7 d左右达到平衡。与对照组比较,1、3和7 d时GelMA组和GelMA-Z组细胞存活率均大于90%,差异无统计学意义(P>0.05)。酶标仪检测菌液活性,与细菌共培养6、12和24 h时,与对照组和GelMA组比较,GelMA-Z组E.coli和S.aureus活性明显降低(P<0.05)。平板抑菌实验,GelMA-Z组中菌液涂布后形成的菌落数明显少于对照组和GelMA组。活/死细菌染色实验,GelMA-Z组存在大量红色荧光染色的死细菌,对照组和GelMA组中则为大量绿色荧光染色的活细菌。结论:负载ZIF-8的GelMA水凝胶可实现原位光交联,具有良好的Zn^(2+)释放能力和抗菌性,是一种可用于感染伤口治疗的新型水凝胶敷料。