汕头大学医学院第二附属医院《Journal of Controlled Release》：智能顺序降解水凝胶促进糖尿病伤口愈合

EngineeringForLife · 公众号 · · 2025-03-17 00:00

正文

研究背景

糖尿病伤口愈合是一个复杂且受阻的生理过程，其特征包括生物膜形成、过度炎症反应以及血管生成能力受损，导致伤口无法正常愈合。传统的治疗方法难以恢复伤口的正常愈合顺序，因此，开发能够模拟生理愈合过程的智能生物材料显得尤为重要。金属离子在多种生理过程中发挥关键作用，例如铜离子（Cu ²⁺ ）具有抗菌、抗炎和免疫调节功能，而锌离子（Zn ²⁺ ）则能促进细胞迁移、血管生成和组织修复。然而，目前缺乏能够实现金属离子顺序释放的智能水凝胶系统，以满足糖尿病伤口复杂愈合需求。

成果简介

汕头大学医学院第二附属医院团队于 2025年1月1日在《Journal of Controlled Release》期刊上发表了题为“ Intelligent sequential degradation hydrogels by releasing bimetal-phenolic for enhanced diabetic wound healing ”的研究论文。本研究使用甲基丙烯酰化丝素蛋白（SilMA）和甲基丙烯酰化聚赖氨酸（PLMA）为载体，开发了一种新型双金属-酚醛网络水凝胶（Cu@TAZn@TAε-PL-SilMA），该水凝胶系统采用同心圆结构，通过模拟正常伤口愈合过程，实现了铜离子和锌离子的顺序释放。外层： Cu@TA/ε-PL-SilMA ；内层：Zn@TA/ε-PL-SilMA 。

DOI：10.1016/j.jconrel.2024.12.055

EFL合作产品

产品型号	产品名称
EFL-DYE-UF-ENE-R	烯类偶联水凝胶荧光染料-红
EFL-DYE-UF-ENE-G	烯类偶联水凝胶荧光染料-绿
EFL-LAP	光引发剂LAP

产品亮点

实验内容：评估水凝胶的体内降解性能。

实验方法：使用两种荧光染料（激发波长为552 nm的EFL-DYE-UF-ENE-R和激发波长为492 nm的EFL-DYE-UF-ENE-G）制备荧光标记的水凝胶。将染料以5mg /mL的浓度溶于LAP中，形成荧光水凝胶。采用模具制备直径为10 mm、高度为5 mm的圆柱形水凝胶构建体，经紫外线光聚合后皮下植入C57BL/6小鼠背部。使用 IVIS Kinetic体内成像系统在水凝胶植入后不同时间，进行体内成像观察。

实验结果：① 在第7天，所有组的水凝胶荧光区域略有减少，表明降解过程均匀； ② Cu@TA/Zn@TA/ε-PL-SilMA水凝胶中Cu@TA/ε-PL-SilMA的外层降解速度最快，而Zn@TA/ε-PL-SilMA的内层则保持相对完整； ③ 4周后，水凝胶仍部分保留在体内，这表明设计的水凝胶在较长时间内持续释放药物和治疗效果。

研究参考

1、 Cu@TA/Zn@TA/ε-PL-SilMA水凝胶的表征

表征1：水凝胶的光交联性能表征。

结果1：通过将水凝胶在紫外光照射，在光引发剂LAP的作用下，可快速完成交联过程，形成稳定的水凝胶结构（图A）。

表征2：水凝胶的可注射性和粘附性能表征。

结果2：通过注射器将水凝胶注入模具中，展示了水凝胶良好的可注射性，这对于临床应用中的局部药物递送至关重要（图B）。同时，水凝胶表现出良好的粘性，有助于与组织的整合和细胞的粘附（图C）。

表征3：水凝胶的结构表征。

结果3：利用LSM 880 激光共聚焦显微镜，对水凝胶的整体和部分结构进行了三维图像评价。红色荧光对应Cu@TA/ε-PL-SilMA外层，绿色荧光对应Zn@TA/ε-PL-SilMA内层（图D）。

表征4：水凝胶的内部孔隙

汕头大学医学院第二附属医院《Journal of Controlled Release》：智能顺序降解水凝胶促进糖尿病伤口愈合

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