基于糠酸修饰壳聚糖的可注射水凝胶FUA-CSgel促进伤口愈合的机制研究

针对传统敷料透气性差、生物相容性低等问题，研究人员开发了基于糠酸修饰壳聚糖(FUA-CS)的可注射温敏水凝胶FUA-CSgel。通过Diels-Alder反应交联四臂聚乙二醇马来酰亚胺(4-arm PEG-Mal)，该凝胶展现出优异的流变特性、促细胞增殖能力及体内促血管生成作用，为创面修复提供了新型解决方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其屏障功能的修复一直是生物医学领域的重要课题。传统敷料在维持创面湿润环境与气体交换的平衡上面临挑战，且存在更换疼痛、易感染等问题。壳聚糖(CS)因其天然抗菌性和生物相容性备受关注，但单纯CS材料机械性能不足。基于此，来自新乡医学院三全学院（现北中原医科大学）的研究团队创新性地将糠酸(FUA)通过4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉氯化物(DMTMM)催化酰胺化反应接枝到CS链上，构建出具有温敏特性的FUA-CS^gel水凝胶，相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究采用核磁共振氢谱(¹H NMR)验证FUA修饰成功，通过流变学测试证实37℃下4-arm PEG-Mal交联形成的凝胶具有理想粘弹性。体外实验使用293T细胞模型评估生物安全性，体内选用昆明小鼠全层皮肤缺损模型评价促愈合效果。

【Synthesis and characterizations of FUA-CS polymers】
¹H NMR在6.0-8.0 ppm出现呋喃环特征峰，证实FUA成功接枝。热重分析(TGA)显示修饰后热稳定性提升至300℃以上，溶血率<5%满足生物材料标准。

【Gelation mechanism and rheological properties】
Diels-Alder点击化学反应使FUA-CS与4-arm PEG-Mal在生理温度下快速交联，储能模量(G')达1200 Pa，注射力<30 N满足临床操作需求。溶胀实验显示平衡吸水率高达1800%，孔隙率>90%利于气体交换。

【In vitro cytocompatibility】
MTT法检测显示72小时细胞存活率>95%，活死染色证实凝胶显著促进293T细胞迁移（较对照组提高2.3倍），为创面再上皮化奠定基础。

【In vivo wound healing evaluation】
动物实验显示治疗组14天愈合率达98%，组织切片显示新生毛细血管密度增加1.8倍，I/III型胶原比例优化至3:1，证实凝胶通过调控炎症期-增殖期转换加速修复进程。

该研究创新性地将呋喃-马来酰亚胺点击化学应用于伤口敷料开发，FUA-CS^gel兼具传统水凝胶的保湿优势与可注射材料的微创特性。其温敏特性实现术中精准填充，多孔结构解决传统敷料"闷湿"难题，Diels-Alder交联策略避免了光引发剂的细胞毒性。值得注意的是，凝胶降解产物可调节巨噬细胞极化，这为慢性创面免疫微环境调控提供了新思路。研究获焦作润阳化工科技有限公司等企业支持，其临床转化将推动创伤修复从被动覆盖到主动调控的技术变革。