Advanced Materials | 自演化水凝胶敷料可时间加速感染性糖尿病伤口愈合。
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详细介绍
糖尿病伤口通常涉及氧化还原和免疫稳态紊乱,容易感染细菌,常导致愈合延迟和更严重的预后。然而,现有治疗策略无法同时实现强效的抗菌作用和时间微环境调节。本文提出了一种自我演化的透明质酸/聚(天冬氨酸)水凝胶敷料,结合原位整合 Ag+-to-Ag 纳米酶转换功能和可水解的 Fe3N/Fe3O4 纳米异质连接(nHJ),以满足连续愈合阶段的复杂需求。在感染性炎症阶段,基于 nHJ 的自氧光动力和光热效应与 Ag+协同作用,对抗多药耐药生物膜形成细菌。随后,具有超氧化物变异酶/过氧化氢酶样活性的 Ag 纳米酶持续回收活性氧物种,同时产生氧气,促进巨噬细胞 M1 到 M2 的再极化,进而发生炎症向增殖的相转变。氨的积累促进细胞增殖、迁移和血管生成。该敷料在糖尿病大鼠模型中表现出卓越的生物相容性和生物活性,能够加速感染金黄色葡萄球菌的全层皮肤伤口愈合,这一点通过止血、广谱抗菌、抗氧化和免疫调节能力、增强氧合和细胞增殖,以及广泛的胶原沉积、血管形成和再上皮形成得到验证。RNA 测序结果进一步揭示了多个促进愈合信号轴的激活。因此,该平台提供了一种强大的动态策略,实现强效的抗菌活性和主动的时间生态位调节,以引导感染性糖尿病伤口的愈合。
图1
FAHP水凝胶形成及其促进感染糖尿病创面愈合机制的示意图。
总结
糖尿病伤口因为血糖高、免疫乱,还容易感染,常常迁延不愈。最近有团队设计了一款能“自进化”的水凝胶敷料,把Fe₃N/Fe₃O₄纳米异质结和银离子一起装进透明质酸/聚天冬氨酸网络里。感染初期,近红外光照下异质结产生活性氧和热,配合银离子强力杀灭MRSA生物膜。同时水凝胶里的二硫键还能消耗细菌的谷胱甘肽,让杀菌更彻底。关键是,水凝胶会慢慢把银离子还原成银纳米酶,这些纳米酶具备超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,一边清除多余的活性氧,一边把H₂O₂分解成氧气,缓解缺氧。实验还发现,异质结水解产生的氨能促进细胞增殖、迁移和血管形成,而铁氧化物则帮着把巨噬细胞从M1掰向M2。
在感染了MRSA的糖尿病大鼠身上,这款敷料12天就让伤口几乎完全愈合,胶原沉积和再上皮化都远好于对照组。RNA测序显示,它激活了Hedgehog信号通路,还下调了炎症相关基因。整体来说,这个平台把抗菌、抗氧化、促愈合串成了一个时间序列——先猛攻杀菌,再慢慢切换到修复模式,为处理临床上棘手的慢性感染伤口提供了一个新思路。
参考文献:
DOI: 10.1002/adma.202523302
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