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为解决糖尿病伤口愈合难、现有敷料疗效有限的问题,研究人员构建含短纤维(SF)的多功能水凝胶敷料 MeGel-SFSR,负载丹参 - 葛根草药化合物(SR)。结果显示其加速愈合、促进组织再生,为临床治疗提供新方向。
糖尿病作为全球高发代谢性疾病,其引发的糖尿病伤口因其愈合周期长、易感染、病理微环境复杂等特点,成为临床治疗的棘手难题。传统伤口敷料往往难以应对高糖环境下持续的炎症反应、细胞迁移受阻、血管生成不足等多重挑战,导致愈合效果有限。因此,开发兼具机械支撑、药物缓释及模拟细胞外基质(ECM)功能的新型敷料,成为突破糖尿病伤口治疗瓶颈的关键方向。
青岛大学的研究人员针对这一临床需求,开展了纤维增强水凝胶敷料的创新研究。他们构建了一种名为 MeGel-SFSR的多功能敷料,通过将负载丹参 - 葛根草药化合物(SR)的短纤维(SF)引入水凝胶基质,形成仿生细胞支架。研究发现,该敷料在促进糖尿病伤口愈合方面表现显著,不仅能加速愈合进程,还能提升再生组织质量,相关成果发表在《European Polymer Journal》。
研究采用的主要关键技术方法包括:①静电纺丝技术制备负载 SR 的聚羟基丁酸酯 - 羟基戊酸酯(PHBV)纳米纤维毡,经冷冻研磨获得短纤维 SFSR;②光交联技术将 SFSR分散于 MeGel 溶液中,制备纤维增强水凝胶敷料 MeGel-SFSR;③通过动物实验模型(糖尿病伤口模型)评估敷料的体内愈合效果。
材料表征与性能分析
通过扫描电镜等手段观察发现,MeGel-SFSR内部呈现均匀的纤维分散结构,SFSR与水凝胶基质通过甲基丙烯酸酯基团的光聚合作用形成互锁结构。力学测试表明,该敷料相比单纯水凝胶(MeGel)具有更强的压缩回弹性,吸水保水性能优异,同时展现出良好的止血能力,为伤口提供稳定的物理支撑与湿润环境。
体内伤口愈合效果
在糖尿病大鼠伤口模型中,MeGel-SFSR组在术后第 18 天的伤口愈合面积达 89.7±0.25%,显著高于对照组及 MeGel 组。组织学分析显示,该敷料可促进毛囊再生、增加胶原沉积(尤其是 III 型胶原比例提升)、减少炎症细胞浸润(如巨噬细胞 M1 型极化减少),并显著增强伤口部位的血管内皮生长因子(VEGF)表达,促进新生血管形成,表明其通过多靶点机制改善伤口微环境。
药物缓释与作用机制
体外释放实验证实,SR 在 MeGel-SFSR中呈现持续缓释特性,避免了药物突释现象。丹参中的活性成分可改善胰岛素抵抗、促进糖代谢,葛根成分则通过抗氧化、抗炎作用减轻高糖诱导的氧化应激损伤,两者协同作用调控 NF-κB 炎症通路,促进巨噬细胞向抗炎型(M2 型)极化,同时激活 PI3K/Akt 通路促进成纤维细胞增殖与血管内皮细胞迁移,从而加速愈合进程。
研究结论与意义
该研究成功开发了一种集机械增强、ECM 模拟、多靶点药物缓释于一体的新型敷料 MeGel-SFSR。其创新点在于将传统草药化合物与现代生物材料结合,通过纤维增强策略弥补水凝胶力学缺陷,同时利用 SR 的多组分特性应对糖尿病伤口的复杂病理机制。研究结果不仅为糖尿病慢性伤口的治疗提供了新的临床候选方案,也为中药在生物医学领域的应用开辟了新思路。未来可进一步优化纤维配比与药物负载策略,推动该敷料向临床转化,有望改善糖尿病患者的预后与生活质量。