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单宁酸交联水凝胶通过抗菌与促血管生成协同作用加速糖尿病创面愈合
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月26日 来源:European Polymer Journal 5.8
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针对糖尿病创面因细菌感染和血管生成障碍导致的难愈问题,浙江中医药大学团队开发了基于白及多糖(BSP)和透明质酸(HA)的单宁酸(TA)后交联水凝胶(HA-BSP-TA)。该材料兼具抗菌、抗氧化和促血管生成三重功能,通过TLR/ERK1/2通路调控炎症因子(IL-1/6)和生长因子(VEGF/bFGF/TGF-β)表达,在糖尿病大鼠模型中显著促进胶原沉积和血管新生,为糖尿病皮肤缺损提供了创新治疗策略。
糖尿病引发的慢性创面如同身体上无法愈合的"黑洞",全球约1/3糖尿病患者终其一生会遭遇这个噩梦。高血糖环境造就了细菌滋生的温床,紊乱的免疫系统又让炎症反应持续失控,更糟糕的是,受损的血管新生能力让伤口陷入"缺氧-坏死-感染"的恶性循环。传统敷料对此束手无策,亟需能同时对抗感染、减轻炎症并重建血运的"智能武器"。
浙江中医药大学药学院的研究人员从传统中药白及和天然多酚中获取灵感,在《European Polymer Journal》发表了一项突破性研究。他们创造性地将白及多糖(BSP)与透明质酸(HA)通过共价交联构建基础水凝胶,再通过单宁酸(TA)后交联形成双网络结构。关键技术包括:1) 氧化BSP的邻二醇生成醛基实现HA-ADH交联;2) TA氢键网络增强机械性能;3) 体外抗菌实验采用E. coli和S. aureus模型;4) 通过STZ诱导的SD大鼠糖尿病创面模型验证疗效。
【材料与表征】红外光谱在1735 cm-1处特征峰证实BSP成功氧化为OX-BSP,流变学测试显示TA交联使储能模量提升3倍。扫描电镜显示孔径20-50 μm的多孔结构,体外降解实验表明TA交联延缓降解至7天。
【生物学性能】DPPH实验显示TA赋予水凝胶91.2%自由基清除率。对E. coli和S. aureus的抑菌圈分别达14.3±0.8 mm和12.7±0.5 mm。划痕实验证明其促进HUVEC迁移(迁移率78.6% vs 对照组43.2%)。
【动物实验】糖尿病大鼠模型显示,HA-BSP-TA组第14天创面收缩率达96.5%,显著高于对照组的62.3%。免疫组化显示VEGF表达量提升2.1倍,CD31+血管密度增加3.4倍,同时IL-6水平下降58%。
这项研究通过"一石三鸟"的策略破解了糖尿病创面治疗难题:TA的酚羟基既作为物理交联点增强力学性能,又通过抑制ERK1/2通路下调炎症因子;BSP的免疫调节作用与HA的ECM仿生特性协同促进组织再生;独特的后交联工艺实现TA可控释放,避免突释毒性。这种将中药活性成分与现代材料科学相结合的研究范式,为开发多功能生物材料提供了新思路。特别值得注意的是,相比传统直接掺混法,后交联技术使水凝胶拉伸强度提升215%,这为解决水凝胶机械性能不足的行业痛点提供了技术参考。该成果不仅有望改善糖尿病患者的生存质量,其设计理念对慢性创面、烧伤乃至组织工程领域都具有重要启示意义。
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