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糖尿病溃疡治疗面临诸多难题，如干细胞临床应用时植入效率低、载细胞水凝胶冷冻保存困难、伤口敷料形状适配不佳等。研究人员开发了载脂肪干细胞（ADSC）的海藻酸盐 - 多巴胺（Alg-DA）水凝胶贴片。结果显示该贴片能有效促进溃疡愈合、减少疤痕。为糖尿病溃疡治疗提供新方案。
在糖尿病的众多并发症中，糖尿病溃疡因其难以愈合、易感染且严重影响患者生活质量，一直是医学界亟待攻克的难题。传统治疗手段效果有限，干细胞治疗虽前景广阔，但在实际应用中却困难重重。例如，间充质干细胞在糖尿病溃疡部位的植入效率低、存活率不高，细胞容易出现泄漏、迁移，并且还要面对病变部位复杂且充满敌意的炎症微环境。为了改善这种状况，研究人员尝试将干细胞负载于生物相容性水凝胶中，可水凝胶的冷冻保存又成了新的挑战。一方面，传统的慢速冷冻法需要使用穿透性冷冻保护剂（pCPA），像二甲基亚砜（DMSO），它虽然能在冷冻时保护细胞，却会损害细胞活性，还可能给患者带来严重的不良反应。另一方面，玻璃化冷冻虽能避免冰晶形成，但仅适用于微胶囊，对大规模的细胞构建物并不适用。此外，临床糖尿病溃疡的大小和形状难以预测，现有的伤口敷料在设计和预制上难以满足需求，传统敷料中治疗分子的被动释放速率也不理想，常常需要频繁更换，这又会给患者带来二次伤害。
在这样的背景下，西安交通大学生命科学与技术学院的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们成功开发出一种可冷冻保存、可规模化制备且即用型的载脂肪干细胞（ADSC）的海藻酸盐 - 多巴胺（Alg - DA）水凝胶贴片，相关研究成果发表在《Bioactive Materials》上。
研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。首先，通过化学合成方法制备了 Alg - DA，利用 N -（3 - 二甲基氨基丙基） - N - 乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）和 N - 羟基琥珀酰亚胺（NHS）进行酰胺化反应，并通过 UV - Vis 光谱和1H NMR 光谱进行表征确认。其次，采用 PDMS 模具制备 ADSC 贴片，测试其粘附性、降解性等性能。然后，建立糖尿病大鼠伤口模型，通过体内生物发光成像、组织学分析等方法评估贴片治疗效果。
下面来详细看看研究结果：
- 贴片的制备与特性：利用 PDMS 模具制备 ADSC - 贴片，多巴胺修饰显著提高了水凝胶贴片的组织粘附能力，Alg - DA 水凝胶的 “蛋盒” 结构有效稳定了封装的 ADSCs，确保了高生物相容性，维持细胞高活力超 7 天，且贴片在体外结构稳定，21 天仅降解 6.14±1.30% 。
- 冷冻保存效果：开发了包含 pCPA（DMSO、PROH）和非穿透性冷冻保护剂（nCPA，海藻糖）的混合冷冻保护剂用于大规模 ADSC - 贴片的冷冻保存。研究发现，1mm 厚的 Alg - DA 贴片能平衡结构完整性和生物转运能力，确定了最佳冷冻保护剂组合（0.5M 海藻糖 + 5% DMSO + 5% PROH），经 15 分钟洗涤后，可将 DMSO 残留降至无毒水平，且细胞活力高达 90.90±5.18% 。
- 干细胞特性与功能：冷冻保存前后，ADSC 的干细胞表型（通过免疫荧光染色检测 CD44 和 CD34）和干性基因（KIf4、Nanog 和 SOX - 2）表达均无显著差异，代谢活性和细胞周期也保持稳定。同时，ADSC - 贴片能显著促进 NIH/3T3 和 HUVECs 迁移、HUVECs 血管生成，促进巨噬细胞向 M2 表型转化。
- 治疗糖尿病溃疡效果：体内生物发光成像表明，ADSC - 贴片（新鲜和冷冻保存）能提高细胞在糖尿病溃疡中的活力和保留率。动物实验显示，ADSC - 贴片治疗组（ADSC - patch、Cryo ADSC - patch 和 Cryo/rec ADSC - patch）糖尿病溃疡愈合速度明显快于其他组，疤痕面积更小。冷冻保存的 ADSC - 贴片经 15 分钟洗涤后无需恢复孵育即可直接用于治疗。
- 愈合机制分析：组织学分析表明，ADSC - 贴片促进胶原沉积、早期血管生成，加速巨噬细胞从 M1 向 M2 表型转化。信号蛋白分析显示，ADSC - 贴片降低促炎因子（IL - 6 和 TNF - α）表达，促进抗炎因子（IL - 10）表达，动态调节血管内皮生长因子（VEGF - A）和转化生长因子 - β1（TGF - β1）表达，从而加速伤口修复、减少疤痕形成。
- 治疗大型不规则溃疡效果：在大型不规则溃疡模型中，冷冻保存的 ADSC - 贴片能有效促进伤口愈合，减少疤痕面积，提高 CD163/CD68 比值，改善胶原组织，降低 Col 1/Col 3 比值，展现出良好的治疗效果。
综合研究结论和讨论部分内容，这项研究意义重大。该贴片制备简单、成本低、可规模化生产，其薄片状设计在制造、保存、运输等方面优势明显。优化的冷冻保存方案使细胞存活率超 90%，且 DMSO 残留低。载有活 ADSCs 的贴片能通过旁分泌信号动态调节炎症、血管生成和细胞外基质（ECM）重塑，有效治疗糖尿病溃疡。此外，该研究为其他细胞 - 生物材料构建体的开发提供了可借鉴的框架，有望推动再生医学在更多领域的发展。
