番石榴叶合成硒纳米颗粒的双重功能：糖尿病管理与伤口愈合新策略

《Next Nanotechnology》：Biocompatible and ecofriendly selenium nanoparticles in diabetes and wound healing

本研究针对糖尿病及其并发症伤口愈合难题，报道了利用番石榴叶提取物绿色合成硒纳米颗粒（Se-NPs）的多功能治疗潜力。通过抑制α-淀粉酶（IC50=15 μg/mL）和α-葡萄糖苷酶（IC50=21 μg/mL），Se-NPs有效延缓碳水化合物消化；其葡萄糖吸附和胰岛素样促hRBCs葡萄糖摄取活性（83%）显著优于标准药物阿卡波糖（62%）。体外伤口愈合实验表明，15 μg/mL Se-NPs可在15小时内实现99%的伤口闭合，且线粒体ROS、膜电位及细胞增殖实验证实其良好生物相容性。该研究为糖尿病及其伤口管理提供了新型纳米材料解决方案。

　　

在全球范围内，糖尿病及其并发症已成为严峻的公共卫生挑战。其中，糖尿病伤口愈合障碍尤为棘手——高血糖环境不仅延缓组织修复，还易引发感染，导致患者生活质量严重下降。传统治疗手段虽能部分控制血糖，但对促进伤口愈合效果有限，且长期用药可能伴随副作用。面对这一困境，科学家将目光投向纳米技术领域，试图开发兼具降糖与促愈合功能的创新材料。

正是在此背景下，印度Jamia Millia Islamia大学的Kainat Mirza等研究者在《Next Nanotechnology》发表论文，报道了一种利用番石榴（Psidium guajava）叶提取物绿色合成硒纳米颗粒（Se-NPs）的双效治疗策略。该研究首次系统揭示Se-NPs通过三重机制协同作用：抑制肠道碳水化合物消化酶控制血糖来源、直接吸附葡萄糖并增强细胞葡萄糖摄取、以及通过抗氧化和促细胞迁移加速伤口修复。

关键技术方法概述

研究采用生物还原法，将25 mmol/L硒酸钠与5%番石榴叶提取物在60°C反应3小时合成Se-NPs，通过紫外可见光谱（UV-Vis）、动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）表征其理化性质（粒径2-5 nm，Zeta电位-44.4 mV）。体外抗糖尿病评价包括α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶抑制实验、葡萄糖吸附实验及人红细胞（hRBCs）葡萄糖摄取实验；生物相容性及伤口愈合功能通过MTT法、线粒体活性氧（ROS）检测、膜电位（ΔΨm）分析和细胞划痕实验，在人工角质形成细胞（HaCaT）中完成。

研究结果

3.1 Se-NPs的体外降糖潜力

3.1.1 对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制效应

浓度梯度实验显示，Se-NPs对两种碳水消化酶的抑制率呈剂量依赖性，其IC₅₀值分别为15 μg/mL和21 μg/mL，与临床常用药阿卡波糖（14 μg/mL和15 μg/mL）相当。这表明Se-NPs可有效延缓肠道葡萄糖释放，为餐后血糖控制提供新思路。

3.1.2 葡萄糖吸附与红细胞葡萄糖摄取

Se-NPs展现出独特的葡萄糖吸附能力，在5-30 mmol/L葡萄糖浓度范围内，吸附率从3%升至15%。更引人注目的是，在20 μg/mL浓度下，Se-NPs促进hRBCs葡萄糖摄取率达83%，显著高于阿卡波糖组（62%）。这种“胰岛素样”作用机制为纳米材料直接参与血糖调节提供了实验依据。

3.2 Se-NPs的体外生物相容性研究

3.2.1 对HaCaT细胞系的影响

细胞毒性实验表明，Se-NPs对正常角质细胞的IC₅₀为25 μg/mL，远低于硒酸盐（3.6 μg/mL）。在1-20 μg/mL安全浓度范围内，Se-NPs未引起显著线粒体ROS升高或膜电位紊乱，且5 μg/mL浓度可促进细胞增殖。划痕实验证实，15 μg/mL Se-NPs处理15小时后，伤口闭合率高达99%（对照组仅37%），且该效应与番石榴叶提取物本身无关，凸显了纳米结构的特异性功能。

结论与展望

本研究首次将绿色合成的Se-NPs同时应用于糖尿病管理和伤口愈合领域，揭示了其多靶点作用机制：既通过酶抑制和葡萄糖吸附减少血糖来源，又通过增强细胞葡萄糖代谢和迁移能力促进组织修复。值得注意的是，Se-NPs在接近生理浓度的条件下（15-20 μg/mL）即可发挥显著功效，且其良好的胶体稳定性和生物相容性为临床转化奠定基础。未来研究可进一步探索Se-NPs在糖尿病动物模型中的疗效，并开发含Se-NPs的外用制剂（如水凝胶敷料），为糖尿病伤口提供兼具降糖、抗菌和促愈合功能的一体化治疗方案。