糖尿病伤口
是糖尿病患者中最常见的慢性并发症之一，由于高血糖和伤口微环境中高水平的活性氧（
ROS
），糖尿病伤口愈合面临重大挑战。
目前，传统的抗氧化水凝胶含有姜黄素、多巴胺、单宁酸等多酚类物质。然而，这些物质不稳定，在伤口敷料中迅速释放，限制了它们的持续作用。
新型纳米酶由于其增强的催化功能、稳定性、设计灵活性和延长的循环时间而具有良好的抗氧化性能。因此，开发一种能够清除活性氧的纳米酶复合伤口敷料对于糖尿病伤口的治疗至关重要。
浙江海洋大学
欧阳小琨、王南、凌俊红
团队
以接枝巯基的聚
γ-
谷氨酸
(γ-PGA-SH)
和丙烯酰胺
(AM)
作为水凝胶基质
,
通过点击化学交联巯基和双键制备了一种负载二氧化铈纳米颗粒
(CeO
2
NPs)
和万古霉素的复合水凝胶系统
(PACV)
，这种水凝胶通过持续消耗活性氧和抑制感染来重塑伤口微环境。
负载的的二氧化铈纳米颗粒
(CeO
2
NPs)
具有独特的纳米酶特性，可以在伤口部位将内源性过氧化氢
(H
2
O
2
)
转化为氧气
(O
2
)
，从而缓解氧化应激和缺氧。在
CeO
2
的晶体结构中，氧空位使得
Ce
能够在
Ce
3+
和
Ce
4+
之间可逆转化。这一机制允许
CeO
2
NPs
通过氧化还原循环有效地减少
ROS
，从而模仿过氧化氢酶
(CAT)
和超氧化物歧化酶
(SOD)
的活性。
PACV
水凝胶对羟基自由基
(
⋅
OH)
的清除率为
85.40%
，对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抑制率达到
90%
以上，可以有效的促进糖尿病小鼠伤口愈合，具有抗氧化和抗菌作用，可作为创面敷料促进糖尿病感染创面愈合。相关研究内容以题为
”Cerium dioxide nanozyme doped hybrid hydrogel with antioxidant and antibacterial
abilities for promoting diabetic wound healing”
的论文发表于
24
年的《
Chemical Engineering Journal
》上。
【工作思路】
【制备工艺】
（1）
制备氧化铈纳米颗粒（
CeO
2
NPs
）：
将
Ce(NO
3
)
3
·
6H
2
O
溶解在去离子水中，加入
NaOH
水溶液进行反应。搅拌后，将混合物在
120
°
C
下进行水热处理
24
小时。离心、洗涤和冷冻干燥后，得到
CeO
2
NPs
。
（2）
制备修饰的聚γ
-
谷氨酸（γ
-PGA-SH
）：
将聚γ
-
谷氨酸（γ
-PGA
）与半胱氨酸盐酸盐（
Cys
·
HCl
）通过羧基和氨基的反应生成含巯基的γ
-PGA-SH
。
（3）
制备复合水凝胶（
PACV
）：
将γ
-PGA-SH
、丙烯酰胺（
AM
）、光引发剂和交联剂混合在含
CeO
2
NPs
的溶液中，加入聚乙烯醇（
PVA
）增强机械性能。通过紫外光引发聚合反应形成水凝胶。
【文章亮点】
（1）
创新材料设计
：开发了一种新型的复合水凝胶系统，该系统结合了氧化铈纳米颗粒（
CeO
2
NPs
）和抗生素万古霉素，用于糖尿病伤口治疗。
（2）
双重治疗作用
：水凝胶不仅具有强大的抗氧化能力，能够清除糖尿病伤口中的过量
ROS
，还具有抗菌性能，能有效抑制感染。
（3）
高效
ROS
清除
：实验结果显示，该水凝胶对羟基自由基（
·OH
）的清除率达到
85.40%
，显著高于传统伤口敷料。
（4）
显著的抗菌效果
：水凝胶对金黄色葡萄球菌（
S. aureus
）和铜绿假单胞菌（
P. aeruginosa
）的抑制率超过
90%
，有助于减少伤口感染的风险。
（5）
促进伤口愈合
：在糖尿病小鼠模型中，该水凝胶有效促进了伤口的愈合过程，显示出其在临床应用中的潜力。
（6）
良好的生物相容性
：水凝胶具有良好的生物相容性，无明显的细胞毒性，适合作为伤口敷料使用。
（7）
简便的制备方法
：通过光聚合交联技术，可以简便地制备出具有良好机械性能和稳定性的水凝胶。
（8）
潜在的临床应用
：该水凝胶为糖尿病伤口的治疗提供了一种新的策略，有望成为慢性伤口护理的有效选择。
PACV
水凝胶促进糖尿病感染创面愈合示意图
图
1. CeO
2
、
Cys
⋅
HCl
、
γ-PGA
和
γ-PGA- sh
的表征以及
γ−PGA-SH
合成方案
图
2. PACV
水凝胶的表征
图3. PACV水凝胶的抗溶胀能力以及流变分析，拉伸性能测试，宏观粘接测试
图
4. PACV
水凝胶的氧气生能力成以及活性氧和
⋅
OH
清除能力
图5. PACV水凝胶体外抗菌试验
