首页 > 分享 > 四川大学孔清泉教授/王云兵教授：基于pH/ROS刺激响应型水凝胶构建药物时空控释平台用于伤口修复

四川大学孔清泉教授/王云兵教授：基于pH/ROS刺激响应型水凝胶构建药物时空控释平台用于伤口修复

花匠小妙招
2024-11-09 06:01

近年来，慢性感染性伤口已成为导致糖尿病患者医疗成本提高、生活质量降低的常见并发症。通常情况下，伤口愈合经历四个相互重叠的阶段：止血、炎症、增殖和重塑。在糖尿病患者中，伤口由于细菌的反复感染、持续的炎症反应及表皮和内皮细胞功能紊乱，导致活性氧聚集、细胞因子功能失调、血管生成障碍，故难以自行愈合。此外，慢性伤口容易受到细菌感染，这往往会导致渗出物和生物膜的形成，从而阻碍伤口愈合的过程。清除氧自由基、抑制炎症反应、诱导血管生成、消除细菌感染是治疗慢性糖尿病创面的关键。临床常见的伤口敷料包括纱布、薄膜、海绵和水凝胶材料，然而目前的伤口敷料很难实现满伤口修复的动态需求，因此，亟需开发一种智能的伤口敷料，通过时序释放不同功效的药物，以在不同修复阶段促进慢性感染伤口的愈合。

近日，四川大学华西医院骨科孔清泉教授团队和四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心主任/学院学术院长王云兵教授团队，在Journal of Controlled Release (IF 9.776 )上发表了题为：“A spatiotemporal release platform based on pH/ROS stimuli-responsive hydrogel in wound repairing”的论文。本文以苯硼酸接枝氧化葡聚糖和咖啡酸接枝ε-聚赖氨酸为基础，构建了一种pH/ROS双响应型可注射性糖肽水凝胶，该水凝胶具有良好的抗菌和抗氧化性能。随后，将抗炎药和搭载有促血管生成药物的纳米胶束包埋在水凝胶中。该水凝胶具有良好的生物降解性、稳定的流变性和自愈合能力，可实现药物的时空控释，具有良好的抗感染、抗氧化、抗炎、促进血管生成的特性，加速创面修复。

本文要点：

1. 本文由苯硼酸接枝氧化葡聚糖（POD）和咖啡酸接枝ε-聚赖氨酸（CE）通过动态硼酸酯键与席夫碱键交联成胶，将具有促进血管生成能力的芒果苷(MF)包裹在pH响应型胶束(MIC)中。随后，将具有抗炎活性的双氯芬酸钠(DS)和MIC@MF包埋在水凝胶中。在伤口愈合早期，抗炎药DS及具有抑菌抗氧化活性的CE迅速释放，杀菌抑炎，随后在慢性伤口部位持续的酸性环境下，MF缓慢持续释放，序贯性的发挥促新生血管生成作用，最终实现慢性糖尿病伤口的快速愈合。

2. POD、CE聚合物的材料学表征以及载药胶束MIC@MF的理化性质表征结果。

3. POD-CE水凝胶的制备与表征，该水凝胶具有可注射性、自愈性、响应性以及稳定的微观结构和流变特征，药物释放曲线表明抗炎药物DS可以迅速释放并达到最高浓度，而促血管生成药物MF释放程度缓慢，在一周内持续释放。

4.体外抗菌实验验证POD-CE水凝胶具有良好的广谱抗菌能力（金黄色葡萄球菌及绿脓杆菌）。

5.溶血实验、细胞相容性及划痕实验、DPPH活性氧清除实验验证POD-CE水凝胶具有良好的生物相容性、抗氧化活性并能有效促进L929细胞迁移。

6.验证载药水凝胶对LPS激活后巨噬细胞的抗炎效果，实验结果证明装载有DS的水凝胶可以有效提高巨噬细胞IL-10的表达和抑制TNF-α的表达，从而起到抗炎作用。

7. 实验结果表明载有MF的水凝胶可增加血管内皮细胞促血管因子VEGF及HIF-1α的表达，成管实验证明水凝胶可有效促进内皮细胞形成血管。

8.通过糖尿病大鼠慢性感染伤口模型验证载药水凝胶的体内促伤口愈合效果，结果表明载药水凝胶可以从杀菌、抗炎、促血管生成等方面有效地促进伤口愈合。

论文第一作者为四川大学华西医院骨科博士伍椰，共同第一作者为四川大学华西医院骨科王玉主治医师，通讯作者为四川大学华西医院骨科孔清泉教授和国家生物医学材料工程技术研究中心主任/学院学术院长王云兵教授团队成员胡成特聘副研究员。

课题组主页：

https://www.x-mol.com/groups/wang_yunbing

参考文献：

Ye Wu,Yu Wang, Linyu Long, ChengHu, Qingquan Kong, and Yunbing Wang.A spatiotemporal release platformbased on pH/ROS stimuli-responsive hydrogel in wound repairing. 2021 Journal of Controlled Release. DOI: 10.1016/j.jconrel.2021.11.027

来源：高分子科学前沿

声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！