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圖1. Nature Reviews Materials專欄文章

  糖尿病傷口是糖尿病患者面臨的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，常伴隨持續(xù)性的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致活性氧（ROS）水平升高并引發(fā)氧化應(yīng)激，從而干擾傷口愈合的關(guān)鍵過程，如新血管生成（現(xiàn)有血管形成新血管）和組織再生。有效治療此類傷口需要對(duì)紊亂的炎癥微環(huán)境和組織修復(fù)階段進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。近日，來自華中科技大學(xué)的羅亮、田斯丹、孟凡玲及其團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》上發(fā)表研究成果，報(bào)道了一種基于聚合物的新型糖尿病傷口敷料。該敷料通過一種簡(jiǎn)化的機(jī)制，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)炎癥和組織再生的同步調(diào)控（圖2）。

  這種新型敷料由兩層功能性材料組成：外層為殼聚糖層，內(nèi)層為直接接觸傷口的聚二炔層（poly(deca-4,6-diynedioic acid, PDDA）。殼聚糖層具備止血、抗菌和提供機(jī)械支撐的功能，而 PDDA 則直接作用于傷口微環(huán)境，既能有效緩解炎癥，又能顯著促進(jìn)組織修復(fù)。

  PDDA的分子結(jié)構(gòu)使其能夠多維度調(diào)控傷口微環(huán)境。其聚合物骨架由交替排列的碳碳雙鍵和三鍵組成，具有易于氧化降解的特性。在愈合過程中，PDDA與傷口中積累的ROS發(fā)生反應(yīng)，逐步降解。這一過程不僅有效清除并消耗ROS，還釋放出一種能夠顯著刺激組織再生的主要降解產(chǎn)物——琥珀酸。由此實(shí)現(xiàn)降低氧化應(yīng)激和炎癥與促進(jìn)傷口愈合的分子生成在本征上密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在與血管生成相關(guān)的人內(nèi)皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，PDDA的降解產(chǎn)物能夠顯著增強(qiáng)細(xì)胞的遷移能力和管狀結(jié)構(gòu)的形成，這是新血管生成的關(guān)鍵步驟。此外，這些降解產(chǎn)物還上調(diào)了多種與血管健康密切相關(guān)的基因表達(dá)。

  得益于敷料巧妙的設(shè)計(jì)，其有效促進(jìn)了糖尿病小鼠和糖尿病豬的傷口愈合。在糖尿病小鼠實(shí)驗(yàn)中，使用該敷料處理的傷口在12天內(nèi)閉合了約80%，遠(yuǎn)高于對(duì)照組的30%。處理組傷口的 ROS 含量顯著降低，炎癥標(biāo)志物減少，再生組織結(jié)構(gòu)清晰、纖維化明顯，顯示出有效的組織修復(fù)和膠原形成。相較之下，對(duì)照組傷口組織結(jié)構(gòu)不規(guī)則，且充滿大量ROS。在愈合過程與人類相似的糖尿病豬模型實(shí)驗(yàn)中同樣觀察到相似的讓人感到希望的結(jié)果。與對(duì)照組相比，該敷料顯著縮小了傷口體積，減少了炎癥細(xì)胞，降低了免疫反應(yīng)，同時(shí)改善了膠原生成和組織質(zhì)量。

圖2. 糖尿病傷口敷料PCD的制備以及調(diào)節(jié)傷口微環(huán)境示意圖

  報(bào)道原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41578-024-00758-y