蝉蜕（Periostracum Cicadae），在中药中被称为“蝉衣”，是黑蝉（Cicada）蜕下的外壳。作为一种传统中药材，蝉蜕在中医领域有着悠久的应用历史，被广泛用于治疗多种疾病。
其主要功效包括清热解毒、祛风止痒、利咽开音等，常用于缓解咽喉肿痛、皮肤瘙痒、小儿惊风等症状。
现代药理研究表明，
蝉蜕含有丰富的几丁质（Chitin），这种天然多糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，是制备壳聚糖（Chitosan）的重要来源。
然而，传统壳聚糖的来源主要依赖于甲壳类动物（如虾、蟹壳），其提取过程复杂且成本较高。相比之下，
蝉蜕作为一种可再生资源，不仅几丁质含量丰富，而且提取过程相对简单，去乙酰化过程也更为容易。
湖北中医药大学孟燕、张麟，湖北时珍实验室石召华等人
在本研究中探索蝉蜕壳聚糖在伤口敷料中的应用潜力，特别是其在快速止血、抗菌性能和促进伤口愈合方面的表现。通过电组装技术制备定向水凝胶（O-CH），并进一步负载银纳米颗粒（AgNPs），开发了一种新型的多功能伤口敷料。
这种基于蝉蜕壳聚糖的水凝胶不仅继承了传统中药的智慧，还通过现代科技手段实现了性能的提升和创新。
1.主要内容
图1 蝉蜕几丁质（PC-CH）的制备及其出色的止血性能
如图1所示，包括蝉蜕的外观照片和PC-CH的扫描电子显微镜（SEM）图像，揭示了其均匀的结构和清晰的孔隙。此外，通过体外血液凝固实验和体内小鼠尾部损伤止血实验，
结果表明PC-CH能够显著缩短凝血时间，并在体内表现出优异的止血效果，甚至优于传统止血药物云南白药。这种止血能力主要归因于PC-CH的吸附能力和其带正电的壳聚糖基团与血小板之间的静电相互作用。
图2 基于蝉蜕壳聚糖的定向水凝胶（O-CH）及其负载银纳米颗粒（AgNPs）的水凝胶（O-CH@Ag20）的制备过程和微观结构
通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱（EDS）分析，确认了Ag元素在水凝胶基质中的均匀分布。透射电子显微镜（TEM）分析进一步揭示了AgNPs的尺寸分布，其直径为14.7±3.7 nm，表明AgNPs成功嵌入水凝胶中。
图3 水凝胶的化学和物理特性表征
紫外-可见光谱（UV-Vis）分析显示O-CH@Ag20在410 nm处的吸收峰，证实了AgNPs的成功合成。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析和X射线光电子能谱（XPS）分析进一步确认了AgNPs在水凝胶中的存在，并揭示了壳聚糖与AgNPs之间的相互作用。X射线衍射（XRD）分析证实了AgNPs的晶体结构，而热重分析（TGA）表明O-CH@Ag20比O-CH具有更好的热稳定性，这归因于AgNPs的存在。
图4 O-CH和O-CH@Ag20水凝胶的流变学特性
通过应变扫描、黏度测试和频率扫描实验，
结果表明O-CH@Ag20水凝胶具有更高的弹性模量（G'）和黏度，显示出比传统水凝胶（N-CH）更好的机械性能。此外，步进应变实验表明O-CH@Ag20在反复变形后具有更高的模量恢复率，这归因于AgNPs增强了水凝胶的触变性。
图5 水凝胶的广谱抗菌能力
通过抑菌圈实验和活/死细菌染色实验，结果表明O-CH@Ag20水凝胶对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）具有显著的抗菌效果。
随着AgNPs含量的增加，抗菌效果增强，O-CH@Ag20组显示出最低的活菌数量和菌落形成单位（CFU）计数，这归因于AgNPs与细菌负电荷表面的强相互作用。
图6 水凝胶的生物相容性评估
通过活/死染色和细胞增殖实验，
结果表明O-CH和O-CH@Ag20水凝胶对L929成纤维细胞具有良好的细胞相容性，细胞活性高于对照组。细胞划痕实验进一步证实了水凝胶提取物能够促进细胞迁移。此外，溶血实验表明水凝胶的溶血率低于5%，显示出良好的血液相容性。
图7 水凝胶在金黄色葡萄球菌感染的大鼠全层皮肤缺损模型中的伤口愈合效果
图中描绘了伤口处理过程和时间线，并展示了不同时间点的伤口照片。
结果显示，O-CH@Ag20组在第3天的伤口闭合率最高（36.51%），并且在第10天和第14天的伤口愈合效果显著优于其他组。
此外，通过伤口组织的细菌培养计数，
O-CH@Ag20组显示出最低的细菌数量，抗菌率达到83.45%，
表明其在加速伤口愈合和抗菌方面具有显著优势。
图8 展示了伤口愈合过程中的组织学分析
通过苏木精-伊红（H&E）染色和马松三色染色，结果表明O-CH@Ag20组在第7天和第14天的胶原沉积密度最高，且组织结构更有序。免疫组化染色和免疫荧光染色进一步揭示了O-CH@Ag20组在促进血管再生（CD31）和纤维细胞向肌成纤维细胞分化（α-SMA）方面的优势。
这些结果表明O-CH@Ag20水凝胶能够调节血管生成、胶原沉积和细胞分化，从而加速伤口愈合过程。
2.全文总结
本研究成功开发了一种基于蝉蜕壳聚糖的定向水凝胶（O-CH），并利用其原位合成了银纳米颗粒（AgNPs），形成了具有抗菌性能的复合水凝胶（O-CH@Ag20）。
该水凝胶具有优异的机械性能、良好的生物相容性和显著的抗菌能力。在动物模型中，O-CH@Ag20 显著加速了感染伤口的愈合过程，表现出良好的应用前景。
这项研究为利用传统中药材开发新型生物材料提供了新的思路，也为临床感染伤口的治疗提供了一种潜在的解决方案。
参考资料：
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123500
来源：EngineeringForLife
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