大蒜素负载水凝胶通过双重激活PI3K/AKT和HO-1/NRF2通路增强多区域穿支皮瓣存活率

针对穿支皮瓣远端坏死难题，温州医科大学团队创新性开发HAMA-400K-Allicin光敏水凝胶。研究证实该体系通过持续释放大蒜素，双重激活PI3K/AKT和HO-1/NRF2通路，显著提升皮瓣存活率达7天以上，为复杂创面修复提供新型治疗策略。

　　

在整形外科领域，穿支皮瓣移植已成为肢体重建和创面修复的重要技术，但其远端坏死率高达20%-30%仍是临床痛点。传统观点认为缺血再灌注损伤引发的氧化应激是核心诱因，而大蒜素(Allicin)虽具有卓越抗氧化能力，却因代谢过快难以发挥持续疗效。这一矛盾促使温州医科大学的研究团队将目光投向新兴的水凝胶递送技术。

研究团队创新性地将甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶(HAMA-400K)与大蒜素结合，开发出光固化型HAMA-400K-Allicin复合体系。通过405nm紫外光触发交联，该水凝胶不仅能完美贴合皮瓣解剖结构，还能实现长达7天的药物缓释。这项发表于《Materials Today Bio》的研究揭示，该体系通过双重分子机制促进皮瓣存活：既激活经典的PI3K/AKT促存活通路，又启动HO-1/NRF2抗氧化防御系统，同时调控自噬流和巨噬细胞极化，形成多维保护网络。

关键技术包括：建立SD大鼠三血管区穿支皮瓣模型；UV-Vis光谱法监测药物释放动力学；扫描电镜表征水凝胶微观结构；激光多普勒血流成像评估皮瓣灌注；Western blot分析PI3K/p-AKT和NRF2/HO-1通路蛋白表达；免疫荧光标记CD34⁺/α-SMA⁺新生血管和cGRP⁺神经纤维。

【Preparation and Characterization】扫描电镜显示水凝胶具有200-300μm规则孔道，体外7天降解实验证实其与药物释放曲线同步。特别值得注意的是，2μg/mL浓度组在TBHP诱导的氧化应激模型中，内皮细胞存活率提升2.3倍。

【Cytocompatibility】Transwell实验显示HAMA-400K-Allicin使HUVECs迁移速度加快58%，血管生成实验显示分支点数增加3.1倍。这种促增殖效应与VEGF/MMP-9上调显著相关。

【Antioxidant Capacity】在105μmol/L TBHP应激下，水凝胶组SOD-1和eNOS表达量分别是对照组的2.7倍和2.1倍，证实其通过HO-1/NRF2通路抵抗氧化损伤的独特优势。

【Flap Survival】大鼠模型显示2mg/kg剂量组皮瓣存活面积达86.4%，较单纯药物组提高21.3%。组织学分析显示该组微血管密度(MVD)达38.7个/mm²，且新生血管成熟度显著提升。

【Neural Regeneration】免疫荧光首次揭示cGRP⁺神经纤维在治疗组皮瓣中呈簇状分布，与CD34⁺血管的空间共定位率达73%，阐明神经-血管偶联新机制。

【Synergistic Mechanism】3-MA抑制剂实验证实，自噬调控是串联PI3K/AKT与HO-1/NRF2通路的枢纽节点。双重通路激活使凋亡标记CASP-3下降62%，同时M2型巨噬细胞标记CD206⁺细胞占比提升至68.4%。

这项研究的意义在于：临床层面，首创的光固化水凝胶贴敷技术简化了手术操作，其7天作用周期完美覆盖皮瓣危险期；机制层面，揭示氧化应激-自噬-血管神经再生的级联调控网络，为组织工程提供新靶点。特别值得注意的是，该体系原料成本不足传统疗法的1/5，具有显著转化优势。未来研究将聚焦于临床剂量优化和长期神经功能评估，推动其向个性化治疗方向发展。