8-羥基喹啉在傷口愈合中的應(yīng)用與促進(jìn)愈合機(jī)制
發(fā)表時(shí)間:2026-01-138-羥基喹啉(8-Hydroxyquinoline,8-HQ)是一種含氮雜環(huán)小分子化合物,分子結(jié)構(gòu)中的酚羥基與吡啶氮原子賦予其抗菌、抗氧化、抗炎及調(diào)控細(xì)胞行為的多重生物活性。在傷口愈合領(lǐng)域,它可通過(guò)調(diào)控炎癥反應(yīng)、加速細(xì)胞增殖分化、促進(jìn)血管新生及構(gòu)建抗菌微環(huán)境等途徑,全方位推動(dòng)傷口從炎癥期到重塑期的修復(fù)進(jìn)程,常被制備成敷料、凝膠、涂膜等劑型應(yīng)用于急性創(chuàng)面、慢性感染創(chuàng)面的處理。
一、在傷口愈合中的主要應(yīng)用形式
8-羥基喹啉自身水溶性較差,且高濃度存在潛在細(xì)胞毒性,需通過(guò)劑型優(yōu)化或與其他材料復(fù)合,實(shí)現(xiàn)安全高效的局部給藥,常見應(yīng)用形式如下:
1. 復(fù)合抗菌敷料
將8-羥基喹啉與醫(yī)用高分子材料(如殼聚糖、明膠、海藻酸鈉、聚己內(nèi)酯)復(fù)合,通過(guò)靜電紡絲、冷凍干燥、澆鑄等工藝制備成多孔敷料或納米纖維敷料,這類敷料兼具三維多孔結(jié)構(gòu)與生物活性:多孔結(jié)構(gòu)可吸收傷口滲出液,維持創(chuàng)面濕潤(rùn)環(huán)境;負(fù)載的8-羥基喹啉能緩慢釋放,長(zhǎng)效發(fā)揮抗菌作用,同時(shí)避免高濃度藥物對(duì)創(chuàng)面的刺激。例如,8-HQ/殼聚糖復(fù)合海綿敷料,可用于燒傷、糖尿病足等慢性感染創(chuàng)面,既能抑制創(chuàng)面細(xì)菌繁殖,又能為細(xì)胞遷移提供支架。
2. 水凝膠制劑
利用8-羥基喹啉與金屬離子(如Zn²⁺、Cu²⁺)的螯合作用,制備8-HQ-金屬離子配位水凝膠;或?qū)?/span>8-HQ分散在溫敏性水凝膠(如泊洛沙姆)基質(zhì)中,制成可注射或原位成膠的制劑。水凝膠具有良好的生物相容性與黏附性,可緊密貼合創(chuàng)面,形成物理屏障隔絕外界污染;同時(shí),水凝膠的高含水量能緩解創(chuàng)面疼痛,促進(jìn)上皮細(xì)胞爬行。8-HQ-Zn²⁺配位水凝膠還能同步實(shí)現(xiàn)8-HQ與Zn²⁺的協(xié)同釋放,Zn²⁺可進(jìn)一步促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖與膠原合成。
3. 表面涂膜劑
將8-羥基喹啉溶解于乙醇、丙二醇等溶劑中,添加成膜劑(如聚乙烯醇、聚維酮)制備成涂膜劑,適用于淺表擦傷、切割傷。涂膜劑涂抹于創(chuàng)面后可快速形成一層透氣薄膜,保護(hù)創(chuàng)面免受摩擦與細(xì)菌入侵,8-羥基喹啉在薄膜內(nèi)緩慢釋放,發(fā)揮抗菌與促修復(fù)作用,且涂膜劑易剝離,換藥時(shí)不會(huì)損傷新生肉芽組織。
4. 載藥納米粒
采用聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、脂質(zhì)體等載體對(duì)8-羥基喹啉進(jìn)行包封,制備成納米粒并分散于敷料或凝膠中。納米粒可提高8-HQ的水溶性與穩(wěn)定性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)藥物的靶向遞送與控釋,降低全身毒副作用。載它的PLGA納米粒還能被巨噬細(xì)胞吞噬,調(diào)控巨噬細(xì)胞極化方向,緩解創(chuàng)面炎癥反應(yīng)。
二、促進(jìn)傷口愈合的核心機(jī)制
傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜的級(jí)聯(lián)過(guò)程,分為炎癥期、增殖期、重塑期三個(gè)階段,8-羥基喹啉通過(guò)靶向調(diào)控各階段的關(guān)鍵生物學(xué)事件,推動(dòng)創(chuàng)面修復(fù)。
1. 調(diào)控炎癥反應(yīng),構(gòu)建穩(wěn)態(tài)修復(fù)微環(huán)境
傷口愈合初期的炎癥反應(yīng)是一把“雙刃劍”——適度炎癥可清除創(chuàng)面壞死組織與病原體,過(guò)度炎癥則會(huì)導(dǎo)致組織損傷、延緩愈合。
抑制過(guò)度炎癥:8-羥基喹啉的酚羥基結(jié)構(gòu)可清除創(chuàng)面的活性氧(ROS),減少氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞的損傷;同時(shí),它能抑制炎癥因子(如TNF-α、IL-6、IL-1β)的釋放,下調(diào)炎癥相關(guān)信號(hào)通路(如NF-κB通路),防止炎癥反應(yīng)失控。
促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化:8-HQ可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞從促炎型(M1型)向抗炎型(M2型)極化,M2型巨噬細(xì)胞能分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)等修復(fù)相關(guān)細(xì)胞因子,同時(shí)吞噬壞死組織,為后續(xù)細(xì)胞增殖創(chuàng)造條件。
2. 抗菌抑菌,消除感染誘因
細(xì)菌感染是導(dǎo)致傷口延遲愈合、潰瘍形成的主要原因,8-羥基喹啉通過(guò)金屬離子螯合機(jī)制發(fā)揮廣譜抗菌作用:細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖依賴鐵、鋅、銅等金屬離子參與酶系統(tǒng)與能量代謝,它可通過(guò)酚羥基與吡啶氮原子螯合細(xì)菌細(xì)胞膜上的金屬離子,破壞細(xì)菌的代謝平衡,最終抑制細(xì)菌生長(zhǎng)甚至使其凋亡。
8-羥基喹啉對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌等創(chuàng)面常見致病菌均有顯著抑制效果,且不易誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性,與銀離子等抗菌劑相比,細(xì)胞毒性更低,更適合慢性創(chuàng)面的長(zhǎng)期處理。
3. 加速細(xì)胞增殖分化,推動(dòng)肉芽組織形成與上皮化
增殖期的核心是成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞的增殖分化,以及肉芽組織和新生上皮的形成,8-羥基喹啉通過(guò)多靶點(diǎn)調(diào)控細(xì)胞行為:
促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖與膠原合成:8-羥基喹啉可上調(diào)成纖維細(xì)胞內(nèi)TGF-β的表達(dá),TGF-β能刺激成纖維細(xì)胞合成Ⅰ型、Ⅲ型膠原,同時(shí)促進(jìn)成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)創(chuàng)面收縮能力,縮小創(chuàng)面面積。
誘導(dǎo)上皮細(xì)胞遷移與增殖:8-羥基喹啉可激活上皮細(xì)胞表面的整合素受體,介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的黏附,同時(shí)上調(diào)角質(zhì)形成細(xì)胞生長(zhǎng)因子(KGF)的表達(dá),加速上皮細(xì)胞從創(chuàng)面邊緣向中心爬行,促進(jìn)創(chuàng)面上皮化。
調(diào)控干細(xì)胞分化:對(duì)于含間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的創(chuàng)面微環(huán)境,8-羥基喹啉可誘導(dǎo)MSCs向成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞分化,為創(chuàng)面修復(fù)提供充足的種子細(xì)胞。
4. 促進(jìn)血管新生,改善創(chuàng)面血供
創(chuàng)面愈合需要充足的氧氣與營(yíng)養(yǎng)供應(yīng),血管新生不足是慢性創(chuàng)面難以愈合的關(guān)鍵瓶頸。8-羥基喹啉可通過(guò)兩種途徑促進(jìn)血管新生:
直接上調(diào)血管生成相關(guān)因子:8-羥基喹啉能促進(jìn)巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞分泌VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF),這些因子可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移并形成管腔結(jié)構(gòu)。
螯合釋放功能性金屬離子:8-羥基喹啉與Zn²⁺、Cu²⁺螯合后,可實(shí)現(xiàn)金屬離子的可控緩釋,Zn²⁺能增強(qiáng)VEGF的生物活性,Cu²⁺是血管新生相關(guān)酶的關(guān)鍵輔因子,兩者協(xié)同作用進(jìn)一步加速創(chuàng)面血管網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,改善創(chuàng)面血供。
5. 調(diào)節(jié)組織重塑,提升愈合質(zhì)量
傷口愈合后期的組織重塑階段,膠原纖維的排列與降解平衡決定了瘢痕組織的形成與愈合質(zhì)量。8-羥基喹啉可通過(guò)調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的活性,維持膠原合成與降解的動(dòng)態(tài)平衡:它能上調(diào)MMP-2、MMP-9的表達(dá),促進(jìn)過(guò)度沉積的膠原降解,同時(shí)抑制膠原的無(wú)序排列,減少病理性瘢痕的形成,使愈合后的皮膚具備更接近正常組織的力學(xué)性能。
三、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)
1. 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
功能多元:集抗菌、抗炎、抗氧化、促修復(fù)于一體,無(wú)需聯(lián)合多種藥物即可實(shí)現(xiàn)多靶點(diǎn)處理,簡(jiǎn)化創(chuàng)面用藥方案。
生物相容性好:低濃度的8-羥基喹啉對(duì)正常細(xì)胞無(wú)明顯毒性,且易與醫(yī)用高分子材料復(fù)合,制備成多樣化的創(chuàng)面修復(fù)產(chǎn)品。
不易產(chǎn)生耐藥性:抗菌機(jī)制為金屬離子螯合,與抗生素的作用靶點(diǎn)不同,可用于處理抗生素耐藥菌感染的創(chuàng)面。
2. 現(xiàn)存挑戰(zhàn)
水溶性差:8-羥基喹啉的疏水性導(dǎo)致其局部給藥時(shí)難以均勻分散,需依賴載體實(shí)現(xiàn)高效遞送,限制了其在水性制劑中的應(yīng)用。
濃度依賴性毒性:高濃度的8-羥基喹啉會(huì)抑制正常細(xì)胞的增殖,甚至誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,需精準(zhǔn)控制藥物釋放速率與局部濃度。
體內(nèi)代謝研究不足:目前關(guān)于8-羥基喹啉在創(chuàng)面局部的代謝途徑、代謝產(chǎn)物及長(zhǎng)期生物安全性的研究較為缺乏,制約了其臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。
8-羥基喹啉通過(guò)調(diào)控炎癥反應(yīng)、抗菌抑菌、促進(jìn)細(xì)胞增殖分化與血管新生等多重機(jī)制,為傷口愈合提供了全方位的動(dòng)力。其多樣化的應(yīng)用形式可適配不同類型創(chuàng)面的處理需求,尤其在慢性感染創(chuàng)面的修復(fù)中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。未來(lái)通過(guò)劑型優(yōu)化(如納米載體遞送)、結(jié)構(gòu)改性(如開發(fā)低毒衍生物)及深入的體內(nèi)機(jī)制研究,8-羥基喹啉有望成為臨床創(chuàng)面處理的重要候選藥物。
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