基于MSCExo的可注射透明质酸水凝胶促进糖尿病慢性伤口愈合的机制研究

为解决糖尿病慢性伤口愈合延迟和免疫反应失调问题，研究人员开发了负载间充质干细胞外泌体(MSCExo)的可注射透明质酸(HA)水凝胶系统。该研究通过硫醇-烯迈克尔加成反应构建原位交联凝胶，证实其能持续释放外泌体，显著促进内皮细胞和成纤维细胞增殖迁移，在糖尿病小鼠模型中实现60%的7天伤口闭合率，并通过调节巨噬细胞极化(M1/M2)和上调CD31/KRT14表达增强血管生成与上皮再生。这项发表于《Journal of Controlled Release》的研究为慢性伤口治疗提供了新型递送策略。

　　

糖尿病慢性伤口因高糖环境导致的血管损伤和持续炎症，成为全球医疗难题。传统治疗方法如清创术和生长因子疗法存在炎症控制不足、组织再生支持有限等缺陷。间充质干细胞(MSCs)虽具治疗潜力，但存在免疫排斥风险，而其分泌的外泌体(MSC^Exo)继承了母细胞的修复能力却规避了细胞治疗风险。然而外泌体直接应用面临伤口部位快速扩散、滞留性差的挑战。针对这一瓶颈，研究人员开发了基于丙烯酰化透明质酸(HA-A)和巯基化透明质酸(HA-SH)的可注射水凝胶系统，通过硫醇-烯迈克尔加成实现原位交联，为外泌体提供保护性微环境。

研究团队采用流变学测试评估凝胶机械性能，通过EdU增殖实验和Transwell迁移实验分析细胞行为，建立糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型验证治疗效果，并运用激光多普勒成像、Western blot和免疫荧光等技术检测血管生成与上皮再生标志物。

3.1 水凝胶的制备与机械性能
通过调节HA-A/HA-SH体积比(3:1)获得最佳交联密度，凝胶时间<3分钟，储能模量(G')达1.6 kPa匹配皮肤力学特性。频率扫描显示在0.1-100 rad/s范围内结构稳定，27G针头注射实验证实其优异剪切稀化性能。

3.2 溶胀与降解特性
在100 U/mL透明质酸酶中3天完全降解，而10 U/mL组14天仍保持80%重量，模拟糖尿病伤口高酶环境下的可控释放。SEM显示50-150 μm的多孔结构有利于细胞浸润和营养交换。

3.4 促进细胞增殖
高糖条件下，水凝胶使HUVEC和HDF增殖率分别提升1.8倍和2.1倍。划痕实验显示MSC^Exo组迁移速度较对照组提高50%，血管形成实验证实管状结构密度增加2倍。

3.7 动物实验疗效
治疗14天后，HA+ MSC^Exo组伤口闭合率达95%，显著高于单独治疗组。Western blot显示Ang-1和KRT14表达上调，免疫荧光证实CD31⁺血管密度增加3倍，M2型巨噬细胞比例提升42%。

3.8 组织学分析
Masson染色显示HA+ MSC^Exo组胶原排列有序，H&E切片中表皮厚度减少40%。AQP5和SOX9免疫组化证实皮肤附属器再生，流式细胞术揭示M1/M2比值从2.1降至0.7，表明炎症有效缓解。

该研究创新性地将可注射水凝胶的即时成型特性与外泌体的治疗优势相结合，解决了糖尿病伤口微环境失衡和药物递送效率低下的核心问题。通过精确调控HA交联密度实现外泌体缓释，同时水凝胶的物理屏障作用阻隔了外部感染。研究证实该系统能同步促进血管新生(Ang-1/CD31)、上皮再生(KRT14)和免疫调节(M2极化)，为临床转化提供了可靠依据。这种整合材料科学与细胞外囊泡技术的治疗策略，为慢性伤口管理开辟了新途径。