8-羥基喹啉在傷口愈合中的應用與促進愈合機制
發表時間:2026-01-138-羥基喹啉(8-Hydroxyquinoline,8-HQ)是一種含氮雜環小分子化合物,分子結構中的酚羥基與吡啶氮原子賦予其抗菌、抗氧化、抗炎及調控細胞行為的多重生物活性。在傷口愈合領域,它可通過調控炎癥反應、加速細胞增殖分化、促進血管新生及構建抗菌微環境等途徑,全方位推動傷口從炎癥期到重塑期的修復進程,常被制備成敷料、凝膠、涂膜等劑型應用于急性創面、慢性感染創面的處理。
一、在傷口愈合中的主要應用形式
8-羥基喹啉自身水溶性較差,且高濃度存在潛在細胞毒性,需通過劑型優化或與其他材料復合,實現安全高效的局部給藥,常見應用形式如下:
1. 復合抗菌敷料
將8-羥基喹啉與醫用高分子材料(如殼聚糖、明膠、海藻酸鈉、聚己內酯)復合,通過靜電紡絲、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構與生物活性:多孔結構可吸收傷口滲出液,維持創面濕潤環境;負載的8-羥基喹啉能緩慢釋放,長效發揮抗菌作用,同時避免高濃度藥物對創面的刺激。例如,8-HQ/殼聚糖復合海綿敷料,可用于燒傷、糖尿病足等慢性感染創面,既能抑制創面細菌繁殖,又能為細胞遷移提供支架。
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;或將8-HQ分散在溫敏性水凝膠(如泊洛沙姆)基質中,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,可緊密貼合創面,形成物理屏障隔絕外界污染;同時,水凝膠的高含水量能緩解創面疼痛,促進上皮細胞爬行。8-HQ-Zn²⁺配位水凝膠還能同步實現8-HQ與Zn²⁺的協同釋放,Zn²⁺可進一步促進成纖維細胞增殖與膠原合成。
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。涂膜劑涂抹于創面后可快速形成一層透氣薄膜,保護創面免受摩擦與細菌入侵,8-羥基喹啉在薄膜內緩慢釋放,發揮抗菌與促修復作用,且涂膜劑易剝離,換藥時不會損傷新生肉芽組織。
4. 載藥納米粒
采用聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、脂質體等載體對8-羥基喹啉進行包封,制備成納米粒并分散于敷料或凝膠中。納米粒可提高8-HQ的水溶性與穩定性,同時實現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胞吞噬,調控巨噬細胞極化方向,緩解創面炎癥反應。
二、促進傷口愈合的核心機制
傷口愈合是一個復雜的級聯過程,分為炎癥期、增殖期、重塑期三個階段,8-羥基喹啉通過靶向調控各階段的關鍵生物學事件,推動創面修復。
1. 調控炎癥反應,構建穩態修復微環境
傷口愈合初期的炎癥反應是一把“雙刃劍”——適度炎癥可清除創面壞死組織與病原體,過度炎癥則會導致組織損傷、延緩愈合。
抑制過度炎癥:8-羥基喹啉的酚羥基結構可清除創面的活性氧(ROS),減少氧化應激對細胞的損傷;同時,它能抑制炎癥因子(如TNF-α、IL-6、IL-1β)的釋放,下調炎癥相關信號通路(如NF-κB通路),防止炎癥反應失控。
促進巨噬細胞極化:8-HQ可誘導巨噬細胞從促炎型(M1型)向抗炎型(M2型)極化,M2型巨噬細胞能分泌轉化生長因子-β(TGF-β)、血管內皮生長因子(VEGF)等修復相關細胞因子,同時吞噬壞死組織,為后續細胞增殖創造條件。
2. 抗菌抑菌,消除感染誘因
細菌感染是導致傷口延遲愈合、潰瘍形成的主要原因,8-羥基喹啉通過金屬離子螯合機制發揮廣譜抗菌作用:細菌的生長繁殖依賴鐵、鋅、銅等金屬離子參與酶系統與能量代謝,它可通過酚羥基與吡啶氮原子螯合細菌細胞膜上的金屬離子,破壞細菌的代謝平衡,最終抑制細菌生長甚至使其凋亡。
8-羥基喹啉對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌等創面常見致病菌均有顯著抑制效果,且不易誘導細菌產生耐藥性,與銀離子等抗菌劑相比,細胞毒性更低,更適合慢性創面的長期處理。
3. 加速細胞增殖分化,推動肉芽組織形成與上皮化
增殖期的核心是成纖維細胞、血管內皮細胞、上皮細胞的增殖分化,以及肉芽組織和新生上皮的形成,8-羥基喹啉通過多靶點調控細胞行為:
促進成纖維細胞增殖與膠原合成:8-羥基喹啉可上調成纖維細胞內TGF-β的表達,TGF-β能刺激成纖維細胞合成Ⅰ型、Ⅲ型膠原,同時促進成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化,增強創面收縮能力,縮小創面面積。
誘導上皮細胞遷移與增殖:8-羥基喹啉可激活上皮細胞表面的整合素受體,介導細胞與細胞外基質的黏附,同時上調角質形成細胞生長因子(KGF)的表達,加速上皮細胞從創面邊緣向中心爬行,促進創面上皮化。
調控干細胞分化:對于含間充質干細胞(MSCs)的創面微環境,8-羥基喹啉可誘導MSCs向成纖維細胞、血管內皮細胞分化,為創面修復提供充足的種子細胞。
4. 促進血管新生,改善創面血供
創面愈合需要充足的氧氣與營養供應,血管新生不足是慢性創面難以愈合的關鍵瓶頸。8-羥基喹啉可通過兩種途徑促進血管新生:
直接上調血管生成相關因子:8-羥基喹啉能促進巨噬細胞、成纖維細胞分泌VEGF、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF),這些因子可刺激血管內皮細胞增殖、遷移并形成管腔結構。
螯合釋放功能性金屬離子:8-羥基喹啉與Zn²⁺、Cu²⁺螯合后,可實現金屬離子的可控緩釋,Zn²⁺能增強VEGF的生物活性,Cu²⁺是血管新生相關酶的關鍵輔因子,兩者協同作用進一步加速創面血管網絡的構建,改善創面血供。
5. 調節組織重塑,提升愈合質量
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量。8-羥基喹啉可通過調控基質金屬蛋白酶(MMPs)的活性,維持膠原合成與降解的動態平衡:它能上調MMP-2、MMP-9的表達,促進過度沉積的膠原降解,同時抑制膠原的無序排列,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性能。
三、應用優勢與挑戰
1. 應用優勢
功能多元:集抗菌、抗炎、抗氧化、促修復于一體,無需聯合多種藥物即可實現多靶點處理,簡化創面用藥方案。
生物相容性好:低濃度的8-羥基喹啉對正常細胞無明顯毒性,且易與醫用高分子材料復合,制備成多樣化的創面修復產品。
不易產生耐藥性:抗菌機制為金屬離子螯合,與抗生素的作用靶點不同,可用于處理抗生素耐藥菌感染的創面。
2. 現存挑戰
水溶性差:8-羥基喹啉的疏水性導致其局部給藥時難以均勻分散,需依賴載體實現高效遞送,限制了其在水性制劑中的應用。
濃度依賴性毒性:高濃度的8-羥基喹啉會抑制正常細胞的增殖,甚至誘導細胞凋亡,需精準控制藥物釋放速率與局部濃度。
體內代謝研究不足:目前關于8-羥基喹啉在創面局部的代謝途徑、代謝產物及長期生物安全性的研究較為缺乏,制約了其臨床轉化進程。
8-羥基喹啉通過調控炎癥反應、抗菌抑菌、促進細胞增殖分化與血管新生等多重機制,為傷口愈合提供了全方位的動力。其多樣化的應用形式可適配不同類型創面的處理需求,尤其在慢性感染創面的修復中展現出獨特優勢。未來通過劑型優化(如納米載體遞送)、結構改性(如開發低毒衍生物)及深入的體內機制研究,8-羥基喹啉有望成為臨床創面處理的重要候選藥物。
本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://www.tgios.com.cn/

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