近红外调控一氧化氮释放的海藻酸钠杂化水凝胶通过抗炎促血管生成加速糖尿病创面愈合

糖尿病创面因细菌感染、持续炎症和血管生成不足难以愈合。四川大学团队开发了一种基于海藻酸钠(SA)的多功能杂化水凝胶(Gel-S/PPB)，通过封装具有光热/抗氧化性能的聚吡咯-聚多巴胺-BNN6(PPY-PDA-BNN6)纳米颗粒，实现近红外(NIR)控释一氧化氮(NO)，同步解决抗菌、氧化应激和血管再生难题。该水凝胶展现出优异的导电性、自由基清除能力和自修复性能，动物实验证实其能显著加速创面愈合，为糖尿病伤口治疗提供新策略。

　　

糖尿病创面愈合面临三重困境：高糖环境下的细菌感染、持续氧化应激导致的炎症迁延、以及血管病变引发的营养供给不足。传统治疗手段难以同步解决这些相互关联的病理环节，导致全球约25%的糖尿病患者会发展为慢性难愈性创面。面对这一临床挑战，四川大学的研究团队创新性地将气体治疗与组织工程相结合，开发出具有智能响应功能的杂化水凝胶敷料，相关成果发表在《Carbohydrate Polymers》上。

研究团队采用三步关键技术：首先通过氧化共聚法合成载有NO供体BNN6的导电聚合物纳米颗粒(PPY-PDA-BNN6)，利用动态酰腙键交联构建海藻酸钠水凝胶基质，最后将纳米颗粒封装形成复合体系。通过光热转换效率测试、NO释放动力学分析和电导率测定验证材料性能，并采用糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型评估治疗效果。

材料合成与表征
PPY-PDA-BNN6纳米颗粒通过多巴胺(DA)与吡咯(Py)的共聚合反应制备，紫外光谱显示BNN6特征峰保留，证明其成功负载。该纳米颗粒在808 nm激光照射下表现出43.2%的光热转换效率，且温度升高可触发BNN6分解释放NO，24小时累积释放量达68.5%。电子自旋共振实验证实其能有效清除DPPH和羟基自由基，清除率分别达91.3%和87.6%。

水凝胶性能优化
通过醛基化SA与己二酸二酰肼(ADH)的动态交联，构建了具有剪切稀化和自愈合特性的水凝胶基质。流变测试显示其恢复率超过95%，电导率达到3.4 S/m，能有效传导皮肤 endogenous electric field（内源性电场）。体外实验证明该材料能促进人脐静脉内皮细胞(HUVEC)迁移和血管形成，管状结构数量较对照组增加2.3倍。

动物实验验证
在链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠模型中，Gel-S/PPB治疗组14天创面闭合率达94.5%，显著高于对照组(67.2%)。免疫荧光显示治疗组CD31⁺血管密度增加3.1倍，TNF-α水平下降72.3%，M2型巨噬细胞比例提高至61.4%。16S rRNA测序证实其能有效抑制金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌生长，菌落数减少99.8%。

这项研究开创性地将导电聚合物与气体治疗相结合，通过NIR精确调控的NO释放实现了治疗时空特异性：早期阶段通过光热-气体协同杀菌控制感染，炎症期通过清除活性氧(ROS)改善微环境，增殖期通过促血管生成加速组织再生。动态交联的SA基质完美适配创面形变，其导电特性还能增强细胞间电信号传导。该工作为多功能伤口敷料设计提供了新范式，特别是将通常需要复杂设备的气体治疗转化为可临床推广的便捷方案。研究者特别指出，这种模块化设计策略可拓展应用于其他慢性炎症性疾病治疗，如心肌梗死和关节炎等。