Biomater. Adv. | 多酚功能化MOF纳米酶协同调控炎症与血管生成用于促进糖尿病创面愈合

皮肤创面愈合是一个高度协调的生理过程，涉及炎症、增殖与重塑等多个阶段的精密调控。然而，持续性炎症、过度的氧化应激以及血管生成受损，是导致愈合障碍、尤其常见于糖尿病等慢性难愈性创面的核心病理因素。这些因素相互关联，形成恶性循环：过量活性氧（ROS）加剧组织损伤并维持炎症状态；慢性炎症又抑制新生血管形成，导致局部缺氧和营养供应不足，最终阻碍组织修复。因此，开发能够协同调控炎症微环境、高效清除ROS并主动促进血管生成的多功能生物活性材料，已成为该领域的前沿需求和重要挑战。
近日，由吉林大学第一医院刘彬教授、郑州大学第二附属医院王顺及中原纳米酶实验室王孟珂团队，成功开发了一种基于单宁酸功能化铈基金属-有机框架的多功能纳米复合酶（CeMT）。该CeMT材料可模拟超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的级联催化活性，有效清除创面过量活性氧（ROS）、缓解局部缺氧；同时，它能通过调控免疫微环境（如促进巨噬细胞向修复表型极化、抑制中性粒细胞胞外陷阱NETs形成），并协同促进血管生成与胶原沉积，从而显著加速糖尿病等难愈性皮肤创面的修复进程。示意图1. 多酶活性纳米酶设计及皮肤创面治疗示意图。
本研究通过溶剂热法合成具有SOD和CAT模拟活性的CeM纳米酶，并进一步通过室温组装引入单宁酸修饰，成功构建了CeMT复合纳米材料。结构表征表明，CeMT为约200 nm的微孔纳米颗粒，具有高结晶度和混合价态（Ce3+/Ce4+），其表面成功负载TA。性能验证显示，CeMT能高效清除O2•-和H2O2等活性氧，展现出优异的级联抗氧化酶模拟活性，为通过清除ROS管理糖尿病伤口奠定了基础（图1）。图1. A. CeMT合成路线示意图。B. CeM的SEM图像。C. CeMT的SEM图像。D. CeM的TEM图像。E. CeMT的TEM图像。F. CeM与CeMT的XRD图谱。G. CeM与CeMT的Zeta电位。H. CeM与CeMT的FT-IR光谱。I. CeM与CeMT的N2吸附等温线。J. CeMT的XPS全谱。K. CeMT的Ce 3d高分辨XPS谱。L. CeMT具有SOD与CAT活性的示意图。M. 用于清除O2•-的CeM与CeMT的ESR谱。N. 不同浓度CeM与CeMT对O2•-的清除能力。O. 不同浓度CeM与CeMT对H2O2的清除能力。

系统评估了CeMT纳米材料的生物相容性。体外实验表明，在安全浓度下，CeMT对多种皮肤相关细胞及巨噬细胞的活性无显著影响，能维持细胞骨架完整，且溶血率低于安全标准。在糖尿病小鼠模型中，主要器官的组织学与生化分析均未发现明显异常。体内外结果一致证明，CeMT具有良好的生物安全性，为其后续生物医学应用奠定了基础（图2）。图2. (A) CeMT处理24小时后各细胞系的活性。 (B) HUVECs活死染色。(C) 各细胞系F-actin染色。(D) CeM溶血率。(E) CeMT溶血率。

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原文来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772950826000051?sessionid=