糖尿病在全球范围内影响着超过
4.63
亿人的健康，而糖尿病足溃疡作为其最严重的并发症之一，直接导致了
患者
截肢率和死亡率的增加。糖尿病患者由于血糖调节机制的失效，常常面临细菌感染、细胞氧化应激和血管损伤等问题，这些问题共同作用导致慢性伤口愈合延迟。在糖尿病伤口的微环境中，活性氧（
ROS
）对抗菌治疗至关重要，
且
控制在适当的浓度范围内可以促进血管生成和细胞外基质重塑
，
但其过量产生又会导致
修复过程
细胞外基质合成紊乱和细胞因子功能障碍，形成恶性循环。鉴于糖尿病伤口复杂的微环境，如何实现
在创面感染阶段
产生
ROS
抗菌和
修复阶段
选择性
清除
ROS
缓解氧化应激
的双向调节，在最大限度地提高
糖尿病创面
愈合速度和
修复
质量方面极具挑战性。
图
1
葡萄糖激活程序化水凝胶用于感染糖尿病伤口愈合的示意图。
近期，
西安交通大学前沿科学与技术研究院郭保林教授团队
设计了一种程序化水凝胶（
CPAN─AMP
），
水凝胶
由苯硼酸改性壳聚糖（
CP
）、疏水性
2-
硝基咪唑（
NI
）改性海藻酸钠（
AN
）和苯硼酸修饰
Au
-MoS
2
纳米酶（
AMP
）组成。通过在
MoS
2
纳米酶表面原位沉积
Au
纳米粒子，进一步通过
Au-S
键
对
Au-MoS
2
纳米酶表面修饰苯硼酸，构建了一种具有多种酶样活性纳米酶
AMP
。缺氧敏感
的
2-
硝基咪唑诱导
两亲性
AN
在水相中自发卷曲形成微胶囊
用于包裹胰岛素，可以在低氧条件下实现胰岛素按需
输送。
CP
通过硼酸酯键、静电力和氢键将上述两种功能组分交联
以
制备
CPAN-AMP
水凝胶。在高血糖环境中，
CPAN-AMP
通过催化葡萄糖氧化产生
ROS
来杀死细菌。在葡萄糖氧化
后加剧
的缺氧环境中，两亲性
AN
中疏水性硝基咪唑被体内生物还原反应转化为亲水性氨基咪唑，扰乱
微胶囊的亲水性
-
疏水性平衡，实现按需释放胰岛素。在正常血糖环境中，
CPAN-AMP
通过自切换
类抗氧化酶活性释放氧气抑制缺氧敏感微胶囊的结构转变，缓解组织缺氧。
综上所述，这项研究通过开发一种新型的葡萄糖激活自切换类酶活性水凝胶，实现了对糖尿病慢性伤口的适应性治疗。这种水凝胶根据血糖浓度变化适应性激活不同生物学功能的类酶活性，以动态反馈方式调节机体血糖水平，从而确保伤口愈合有序进行。这项工作为糖尿病伤口适应性护理提供了新思路和方法。
该工作以
“Glucose-Activated Programmed Hydrogel with Self-Switchable Enzyme-Like Activity for Infected Diabetic Wound Self-Adaptive Treatment
”
为题发表在《
Advanced Materials
》上（
DOI
：
10.1002/adma.202419158
）。文章第一作者是西安交通大学
前沿科学技术研究院助理教授
杨雨桐
博士和硕士研究生
方青青
，通讯作者为西安交通大学前沿科学技术研究院
郭保林
教授。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、世界一流大学（学科）和中央高校特色发展指导基金以及中央高校基本科研业务费专项的共同支持。
原文链接：
https://doi.org/10.1
002/adma.202419158
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