金属 - 多酚纳米复合水凝胶:通过代谢微环境重编程治疗糖尿病足溃疡的多功能平台

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Biomaterials 12.8

编辑推荐:

  针对糖尿病足溃疡(DFU)存在的微循环障碍、慢性感染、高血糖及高活性氧(ROS)等复杂微环境问题,研究人员开发金属 - 多酚纳米颗粒(含 EGCG、Fe3?、SAB、GOx)与 QCS-OFu 水凝胶体系。该体系可抗菌、改善代谢、促血管生成等,加速愈合,为 DFU 治疗提供新策略。

  
糖尿病足溃疡(DFU)是糖尿病患者最棘手的并发症之一,患者足部因神经病变和微循环障碍,陷入 “溃疡 - 感染 - 组织坏死” 的恶性循环。临床中,尽管采用外科清创、换药等多学科手段,仍有大量患者面临截肢风险,生活质量严重下降。这背后是 DFU 局部 “多重困境”:持续的炎症细胞浸润、高活性氧(ROS)环境侵蚀组织、血糖居高不下为细菌滋生提供温床,更关键的是,巨噬细胞线粒体受损引发的 M1 型极化,进一步阻断了伤口自愈的希望。如何打破这些相互纠缠的病理环节,成为全球医学界的攻关难题。

为破解这一困局,四川大学华西医院的研究团队开展了一项突破性研究,相关成果发表在《Biomaterials》。研究团队构建了一种集多重功能于一体的治疗平台,通过重塑 DFU 的代谢微环境,为溃疡愈合开辟了新路径。

研究人员采用的核心技术包括:

  1. 金属 - 多酚纳米颗粒制备:利用表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的邻苯二酚基团与三价铁离子(Fe3?)通过金属配位作用自组装成纳米颗粒,并负载丹参酚酸 B(SAB)和葡萄糖氧化酶(GOx)。
  2. 动态水凝胶构建:将季铵化壳聚糖(QCS)与氧化岩藻聚糖(OFu)通过 Schiff 碱基连接形成可降解水凝胶,作为纳米颗粒的载体。

结果与讨论


纳米颗粒的合成与特性


EGCG 中丰富的邻苯二酚基团作为配体,与 Fe3?的空轨道通过金属配位作用实现自组装,形成 EGCG@Fe 纳米颗粒。由于金属 - 多酚网络(MPNs)的强超分子亲和力,纳米颗粒可通过非共价作用负载 SAB 和 GOx,构建具有多重生物活性的复合体系。

水凝胶的降解与药物释放


在 DFU 的酸性微环境中,水凝胶的 Schiff 碱基动态键发生断裂,促使纳米颗粒释放。纳米颗粒进一步响应伤口酸性环境,实现生物活性成分的顺序释放,从而针对性地解决 DFU 的多重病理因素。

抗菌与微环境改善作用


Fe3?通过破坏细菌氧化还原平衡展现抗菌活性,EGCG 和 SAB 协同发挥抗炎作用,同时 SAB 可促进局部微循环改善。GOx 通过消耗溃疡周围葡萄糖降低血糖水平,EGCG 的抗氧化特性则有效降低 ROS 浓度,缓解氧化应激损伤。

促进组织修复机制


释放的纳米颗粒可增强线粒体代谢功能,诱导巨噬细胞向促修复的 M2 型极化,并促进血管生成,多维度协同加速组织再生和伤口愈合。

结论


该研究成功构建了金属 - 多酚纳米颗粒与动态水凝胶复合体系,通过抗菌、抗炎、改善线粒体代谢、降低 ROS 水平及促进血管生成等多重机制,实现了 DFU 微环境的系统性重塑。这种多功能平台为 DFU 的治疗提供了一种极具潜力的新策略,有望突破传统治疗的局限性,显著改善患者预后,降低截肢率,为糖尿病并发症的临床干预带来新希望。研究中提出的代谢微环境重编程思路,也为其他慢性难愈性伤口的治疗提供了重要借鉴。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号