新型多巴胺共聚水凝胶:为慢性糖尿病伤口愈合带来新希望

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Acta Biomaterialia 9.4

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  慢性糖尿病伤口难愈合,面临氧化应激、炎症反应等问题。研究人员开发多巴胺共聚高透明抗氧化水凝胶(DP3)。结果显示,DP3 能促进伤口愈合,重塑组织再生微环境,有望成为理想敷料。

  在糖尿病的众多并发症中,慢性伤口是个十分棘手的难题。想象一下,患者身体上的伤口就像一个 “顽固的小恶魔”,怎么都不愿意愈合,不仅给患者带来身体上的痛苦,还严重影响生活质量。据了解,慢性伤口已然成为全球范围内的严重问题,治疗费用高昂,甚至可能危及生命。
糖尿病患者伤口长期难以愈合,这背后有着复杂的原因。正常的伤口愈合要经历止血、炎症、增殖和组织重塑这几个阶段,但糖尿病伤口却被过量的活性氧(ROS)“捣乱”。ROS 就像一群调皮的 “小捣蛋鬼”,引发持续的炎症反应,干扰细胞的正常功能,导致伤口愈合过程卡在炎症阶段,迟迟无法进入增殖阶段。这使得伤口愈合时间大大延长,还会出现血管生成不足、肉芽组织形成缺陷以及细胞外基质(ECM)沉积和重塑失衡等问题。

面对这些困境,研发具有抗氧化能力的生物材料就显得尤为重要。水凝胶因其类似细胞外基质的结构、良好的渗透性、可调节的理化性质和生物相容性,成为伤口敷料的热门候选材料。然而,现有的水凝胶也存在一些不足,比如用于活动部位伤口时,普通敷料容易因肢体活动而受损或脱落,引发二次伤害和感染。而且,很多基于聚多巴胺(PDA)的水凝胶透明度差,容易氧化变黑,不利于观察伤口情况,同时其儿茶酚基团含量低,影响了黏附性和抗氧化能力。

为了解决这些难题,研究人员踏上了探索之旅。他们成功开发出一种基于多巴胺的高度透明的抗氧化水凝胶(PAM/PDA/DP 水凝胶,简称 DP3),并将相关研究成果发表在《Acta Biomaterialia》杂志上。这一研究成果意义重大,为慢性糖尿病伤口的治疗带来了新的希望。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是材料的合成与制备技术,他们合成了丙烯酸化多巴胺单体(ADA)和苯基硼酸修饰的葡聚糖(DP),并将 AM、ADA、DP 等按特定浓度溶解混合,通过紫外线照射交联制备水凝胶。此外,还利用质子核磁共振光谱(1H NMR)、紫外 - 可见光谱(UV-vis)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对材料结构进行表征。

下面来看看具体的研究结果:

  • 水凝胶的制备与表征:研究人员详细描述了水凝胶的制备过程,通过1H NMR、UV-vis 和 FT-IR 等技术确认了 DP 的化学结构,还验证了多巴胺的双键修饰。制备了不同 DP 剂量的 PAM/PDA/DP(DPX)水凝胶,如 DP0、DP1、DP2 等。
  • 水凝胶的性能研究:该水凝胶具有良好的性能。动态的苯基硼酸酯键有效减轻了水凝胶因儿茶酚自氧化导致的颜色加深,使其具有持久的透明度。它不仅有良好的黏附性和机械性能,还具备出色的 ROS 清除能力。
  • 体内实验结果:体内实验表明,DP3 水凝胶能够刺激巨噬细胞向抗炎的 M2 表型极化,增加抗炎因子的分泌,从而使伤口愈合从炎症阶段顺利过渡到增殖阶段。它还能通过促进血管生成和胶原沉积,加速糖尿病伤口的修复。

从研究结论和讨论部分来看,DP3 水凝胶具有高透明度、高儿茶酚含量、良好的机械性能、强黏附性和理想的 ROS 清除性能。体外实验显示其生物相容性良好,能保护细胞免受氧化应激。这一研究成果为重塑组织再生微环境提供了可能,DP3 水凝胶有望成为治疗慢性糖尿病伤口的有效敷料,在慢性伤口管理领域具有巨大的应用潜力。

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