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【导读】
糖尿病患者的慢性伤口难以愈合，主要由于伤口微环境持续失衡，导致活性氧物种(ROS)过度积累和异常愈合之间形成恶性循环。调节微环境以抑制伤口炎症、氧化应激和细菌感染，是治疗糖尿病伤口的关键难题。
9月23日，中山大学科研团队在《Advanced Science》期刊上发表了一篇题为“A ROS-Responsive Lipid Nanoparticles Release Multifunctional Hydrogel Based on Microenvironment Regulation Promotes Infected Diabetic Wound Healing”的研究论文。研究团队开发了一种由SFMA、rCol3MA及脂质纳米颗粒(LNPs)构成的响应型ROS水凝胶，这种新型水凝胶具有稳定的物理化学特性和良好的生物相容性。此外，抗菌肽(AMP)和普洱茶多酚(PUE)的释放展现了显著的功效，有效清除细菌、调节炎症反应及血管功能。
此次研发的多功能水凝胶，为简便且高效地治疗慢性糖尿病伤口提供了新的可能性，具有巨大的潜在临床应用价值。
背景知识
近年来，糖尿病的发病率不断上升，并且逐渐年轻化。慢性难愈合伤口是糖尿病患者常见的并发症之一，会带来严重风险，如延长住院时间、增加经济负担、导致感染、坏疽、截肢，甚至死亡。然而，目前的治疗方法尚未显著改善这些结果。因此，迫切需要寻找更有效的治疗方案来改善糖尿病患者的伤口愈合。
糖尿病患者的慢性伤口极易感染细菌，导致形成渗出物和生物膜，进一步阻碍愈合。这类伤口常表现为炎症阶段停滞，炎症因子失衡、细胞增殖受阻和血管生成受损等现象，破坏伤口微环境，导致ROS累计，进而加剧愈合的异常途径。因此，通过抑制炎症反应、诱导血管生成和消除细菌感染来改善伤口微环境，对于治疗糖尿病伤口至关重要。然而，现有的临床治疗策略多依赖单一靶点，这种方法既昂贵又效果有限。因此，急需开发多功能且高效的治疗方法来解决这一问题。近年来，多功能水凝胶因其抗炎、抗菌、止血、刺激反应和药物递送等功能，成为研究热点。其独特的多孔结构和吸水特性，使其在伤口愈合中具有独特优势，能够保持湿润环境、控制药物释放，最终促进伤口愈合。研究重点转向开发一种装载有效药物的多功能水凝胶，用于慢性糖尿病伤口治疗。
多功能水凝胶在体内的抗菌性能、抗炎性能和血管化能力
慢性创伤性伤口的微环境以细菌感染、炎症紊乱、细胞增殖抑制和血管生成障碍为主。研究人员进行了各项测试，以验证SFMA/rColMA/LNP@AMP@PUE水凝胶是否能够通过调节伤口微环境促进伤口愈合。
研究团队通过收集伤口治疗三天后的细菌，评估水凝胶的抗菌性能。分析显示，装载AMP的水凝胶显著降低了菌落生成。仅装载PUE的水凝胶也展示了一定抗菌效果，而SFMA/rColMA/LNP@AMP@PUE水凝胶的抗菌效果最为显著。这些发现表明，AMP高效杀菌，PUE共载增强了细菌消除效能，证明了该水凝胶的抗微生物特性。
以第7天的伤口组织为样本，进行免疫荧光染色，进一步评估微环境变化。结果显示，SFMA/rColMA/LNP@AMP@PUE水凝胶促进了整体伤口的增殖，显著降低了与细胞凋亡相关的caspase-3蛋白表达，激活了感染性糖尿病患者伤口内细胞的活力。
分析显示，水凝胶组的伤口MPO+标记的中性粒细胞和CD68+标记的巨噬细胞浸润较多，且抗炎因子IL4和TGFβ1显著上调，促炎因子IFN-γ和TNF-α显著下调，展现出水凝胶在抑制炎症、促进愈合方面的显著优势。
为了评估水凝胶的血管化潜力，研究人员检测了血管生成相关的标志物CD31和VEGF的表达水平。结果显示，SFMA/rColMA/LNP@AMP@PUE水凝胶显著提高了这两个标志物的表达水平。
综上所述，SFMA/rColMA/LNP@AMP@PUE水凝胶在清除细菌感染、激活伤口活性和抑制炎症反应的同时，显著增强了新生血管的生成。结论显示，该水凝胶在调控微环境和提高组织再生方面明显优于单纯水凝胶或单载药水凝胶，具有显著的治疗效果。
研究小结
本研究中，研究团队开发了一种新型多功能水凝胶，作为伤口敷料，通过减轻细菌感染、氧化应激和炎症反应，促进胶原沉积和血管生成，加快慢性糖尿病伤口的愈合过程。这种多功能水凝胶的开发有助于改善糖尿病患者的预后和生活质量。此外，该新型水凝胶在处理其他类型慢性不愈合创面方面也具有应用潜力。综上所述，SFMA/rColMA/LNP@AMP@PUE水凝胶作为调节糖尿病伤口微环境的策略，展现了广阔前景，并有可能推动刺激反应性伤口敷料的进一步发展。
【参考资料】
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202403219
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