雪松负载氧化锌纳米颗粒的绿色合成及其抗关节炎功效与生物安全性研究

　　本研究开发了一种绿色合成方法，利用黎巴嫩雪松（Cedrus libani）及其水相组分（ACL）制备氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），显著提升了其抗关节炎活性和生物安全性。通过系统表征（UV、FT-IR、FESEM、DLS等）证实纳米颗粒形貌均匀、稳定性高。体外实验显示其能有效抑制蛋白质变性（IC50为10.84–11.93 μg/mL）和稳定红细胞膜（IC50为9.74–14.8 μg/mL），且透皮性优异（946.8 μg/h/cm2）。体内实验证明其显著抑制角叉菜胶诱导的爪水肿（最高抑制率92.97%），并降低C反应蛋白（CRP）和血沉（ESR）水平。急性与亚急性毒性试验表明无不良反应，具备良好临床转化潜力。

　　

摘要

本研究旨在开发一种安全简便的绿色合成方法，利用黎巴嫩雪松（Cedrus libani, CL）及其水相组分（ACL）制备氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），以增强其抗关节炎活性和生物安全性。通过紫外可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、场发射扫描电镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、动态光散射（DLS）和Zeta电位等技术对纳米颗粒进行系统表征，并优化合成条件（温度60°C、pH 10、提取物/锌酸盐比例4/40、反应时间4小时）。结果表明，CL-ZnO NPs和ACL-ZnO NPs的平均粒径分别为71±22 nm和44±10 nm，Zeta电位分别为-26.4 mV和-34 mV，表明颗粒稳定性良好。

材料与方法

植物材料采集自阿勒颇大学校园，经植物学鉴定后制备乙醇提取物（CL）及其水相组分（ACL）。纳米颗粒通过绿色合成法制备，并以羧聚醇934为基质制成1%凝胶。体外抗炎活性通过人红细胞（HRBCs）膜稳定性和蛋白变性抑制实验评估；透皮性采用Franz扩散池测定；体内抗炎效果通过角叉菜胶诱导的大鼠爪水肿模型、C反应蛋白（CRP）和血沉（ESR）测定验证；生物安全性通过急性（OECD 402）和亚急性（OECD 410）皮肤毒性试验评估。

结果

纳米颗粒表征

UV-Vis光谱显示CL-ZnO NPs和ACL-ZnO NPs的特征吸收峰分别位于358.5 nm和346 nm。FT-IR分析证实植物提取物中的酚类和黄酮类化合物参与纳米颗粒的还原与包覆过程，Zn-O特征峰位于418 cm^?1。FESEM显示颗粒呈球形且分布均匀，EDX证实锌和氧元素占比分别为62.63%/24.82%（CL-ZnO NPs）和75.15%/20.09%（ACL-ZnO NPs）。DLS测得的流体动力学粒径与电镜结果一致，多分散指数（PDI）低于0.4，表明颗粒单分散性良好。

体外抗炎活性

HRBCs膜稳定性实验表明，ACL-ZnO NPs的抑制活性（IC₅₀=9.74 μg/mL）优于CL-ZnO NPs（IC₅₀=14.8 μg/mL）和双氯芬酸钠（IC₅₀=37.23 μg/mL）。蛋白变性抑制实验中，CL-ZnO NPs和ACL-ZnO NPs的IC₅₀分别为10.84 μg/mL和11.93 μg/mL，均显著优于原始提取物。透皮实验显示纳米颗粒的稳态渗透率（J_ss）达946.8 μg/h/cm2，渗透百分比最高为46.64%（ACL-ZnO NPs）。

体内抗炎效果

角叉菜胶诱导的爪水肿实验中，ACL-ZnO NPs在3小时后的水肿抑制率高达92.97%，显著高于双氯芬酸钠（86.66%）和原始提取物。CRP和ESR测定显示，纳米颗粒处理组的值均恢复至正常水平，且ACL-ZnO NPs对ESR的降低效果尤为显著（p<0.01）。

生物安全性

急性与亚急性毒性试验中，所有动物未出现皮肤刺激、体重异常或血液生化指标（肝酶AST/ALT、尿素、肌酐）改变，组织病理学检查未见异常，表明纳米颗粒在2000 mg/kg剂量下仍具安全性。

讨论

绿色合成的ZnO NPs通过植物多酚介导的还原反应形成，其抗炎机制涉及抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、阻断NF-κβ通路、降低前列腺素和细胞因子表达。ACL-ZnO NPs的优异性能归因于水相组分中更高的黄酮类含量（如槲皮素、芦丁）。纳米尺寸效应和表面负电荷增强了其透皮性与靶向性，而锌离子的协同抗炎作用进一步放大了疗效。与化学合成纳米颗粒相比，绿色合成法避免了毒性试剂的使用，符合临床安全性要求。

结论

本研究成功开发了基于黎巴嫩雪松的绿色合成ZnO NPs，其具备高渗透性、强抗炎活性和良好生物安全性，是一种极具潜力的天然抗关节炎候选制剂。未来需进一步开展细胞毒性评估和长期毒性研究以推动临床转化。

缩写说明

ZnO NPs：氧化锌纳米颗粒；CL：黎巴嫩雪松乙醇提取物；ACL：黎巴嫩雪松水相组分；HRBCs：人红细胞；CRP：C反应蛋白；ESR：红细胞沉降率；IC₅₀：半抑制浓度；FT-IR：傅里叶变换红外光谱；FESEM：场发射扫描电镜；DLS：动态光散射；PDI：多分散指数。