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浙大王立教授和俞豪杰副教授團隊 ACS AMI：促糖尿病傷口愈合的偶聯天然多酚的多級ROS響應水凝膠

2022-12-29 來源：高分子科技

糖尿病傷口是糖尿病患者的一種常見并發癥，由于易感染等原因，往往難以愈合。降低糖尿病傷口的炎癥水平對其愈合具有重要促進作用。為了實現有效的抗炎，研究者開發了負載各類抗炎藥物的水凝膠，但傳統簡單的共混負載抗炎藥物可能會使傷口微環境中的活性氧(ROS)被過度清除，并且其清除速度難以和傷口微環境的需求相匹配，可能造成藥物生物利用率低及生物毒性，促傷口愈合效果不理想。

近日，浙江大學王立教授和俞豪杰副教授團隊利用ROS響應硼酸酯鍵作為抗炎藥物偶聯點和水凝膠構建的化學交聯點，制備了一系列偶聯天然多酚的多級ROS響應水凝膠（PPBA-TA-PVA）（圖1）。

圖1. 偶聯天然多酚（單寧酸）的多級ROS響應水凝膠（PPBA-TA-PVA）

研究發現所得PPBA-TA-PVA水凝膠的4 h抑菌率達99.4 ± 0.6%，促人真皮成纖維細胞（HDFa）的遷移率(24 h細胞遷移率為84.2 ± 4.6%)是正常細胞的兩倍（43.8±8.1％）。對DPPH自由基與·OH自由基都具有高效清除效果，其清除速率可以通過調整苯硼酸基團接枝密度與單寧酸含量來控制（圖2）。此外，以ROS響應性硼酸酯鍵作為水凝膠交聯化學鍵和抗炎藥物偶聯點，使PPBA-TA-PVA水凝膠具有ROS響應降解性能和抗炎藥物釋放性能，可以根據傷口的ROS濃度變化自適應控制水凝膠的降解速度和偶聯的抗炎藥物的釋放速度，從而實時滿足傷口的需求。

圖2. PPBA-TA-PVA水凝膠的ROS清除性能

在圖3的糖尿病大鼠傷口愈合模型中，與對照組相比，PPBA-TA-PVA水凝膠在傷口愈合早期便體現出較好的促傷口愈合效果；在傷口愈合第6天，PPBA-TA-PVA水凝膠體現出更明顯的上皮化，其傷口閉合率達到84.5±6.0%，是對照組（44.0±4.4%）的兩倍左右。此外，由q-PCR結果可以得到，PPBA-TA-PVA水凝膠能夠有效抑制傷口早期愈合過程中炎癥因子（IL-6、IL-1β）的表達，并提高COL-1與COL-3細胞因子的表達。PPBA-TA-PVA水凝膠在糖尿病傷口等慢性傷口的抗炎促愈合應用中具有很好的應用前景。

圖3. PPBA-TA-PVA水凝膠促糖尿病傷口愈合性能

以上成果近期發表在ACS Applied Materials & Interfaces上，論文題為“Multistage ROS-Responsive and Natural Polyphenol-Driven Prodrug Hydrogels for Diabetic Wound Healing”。論文的第一作者為浙江大學化學工程與生物工程學院博士生倪志鵬，通訊作者為浙江大學化學工程與生物工程學院俞豪杰副教授。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c15686

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（責任編輯：xu）

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