Adv. Functional Materials | 混合纳米酶增强自适应糖肽水凝胶,借葡萄糖耗竭调控ROS-H₂S,分阶段修复难治性糖尿病创面
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详细介绍

慢性糖尿病伤口,由持续感染、氧化应激和高血糖引起的,仍需配备能够分阶段、适应微环境调节的敷料。在这里,我们开发了一种自我适应的糖肽水凝胶复合材料(MnS@ZGF凝胶),并通过混合纳米酶强化,以协调由葡萄糖消耗驱动的ROS-H2S信号级联反应用于多阶段糖尿病伤口修复。混合纳米酶(MnS@ZG)具有涂覆Co的MnS核心2+/二甲基咪唑/葡萄糖氧化酶壳层,促进协同葡萄糖消耗、ROS介导的抗菌作用以及持续的氢2S驱动的抗炎和促血管生成信号。MnS@ZGF凝胶嵌入由氧化钠藻酸盐(OSA)、ε-聚-L-赖氨酸(PL)和热敏感F127通过自发自联形成的动态糖肽网络中,表现出优异的注射性、组织粘附性、机械强度和自愈能力,能够覆盖不规则伤口的贴合性。机理模拟显示氢键与金属配位协同稳定纳米酶-水凝胶界面。体外中,MnS@ZGF凝胶通过葡萄糖响应的ROS-H表现出时间编码的治疗特征2S级联反应,使早期ROS介导感染控制成为可能,随后进行H2S驱动的免疫调节和成纤维细胞迁移。在体内,转录组学和组织学分析表明,它能有效重塑伤口免疫微环境,加速伤口闭合、新生血管形成和胶原重塑,同时减少瘢痕形成并保持优异的生物相容性。本研究为难治性糖尿病伤口的时间规划、多阶段修复提供了具有显著临床转化潜力的有前景策略。


该研究以题为“Self-Adaptive Glycopeptide Hydrogel Reinforced With Hybrid Nanozymes for Orchestrating the Glucose Depletion-Driven ROS-H2S Signaling Toward Multistage Repair of Refractory Diabetic Wounds”发表在Advanced Functional Materials 上。


总结

糖尿病伤口感染、氧化应激和高血糖互相纠缠,修复又分阶段,作者便把杂化纳米酶引入糖肽水凝胶。MnS@ZG以MnS为核,外包Co²⁺/二甲基咪唑/葡萄糖氧化酶壳,可消耗葡萄糖、产ROS并持续释放H₂S;再与氧化海藻酸钠、ε-聚赖氨酸、F127自交联,得到可注射、黏附、自愈合的MnS@ZGF凝胶。核心是借葡萄糖驱动ROS-H₂S级联,让敷料随微环境变化分阶段起效。


模拟表明,氢键和金属配位共同稳定纳米酶-水凝胶界面。体外实验里,凝胶先用ROS控制感染,随后靠H₂S调节免疫、促进成纤维细胞迁移,呈现时间程序化效果。体内转录组学和组织学显示,它能重塑伤口免疫微环境,加快闭合、血管新生和胶原重塑,减少瘢痕,并保持良好生物相容性。这一策略把葡萄糖消耗、气体信号和自适应敷料结合起来,为难治性糖尿病伤口的阶段化修复及临床转化提供了新思路。


参考文献:

DOI: 10.1002/adfm.78900


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