天然源双抗氧化-免疫调节水凝胶KG-XDgel通过协同清除ROS和促进M2巨噬细胞极化增强血管生成与伤口愈合

为解决慢性伤口中氧化应激与炎症失衡导致的愈合障碍，研究人员开发了由没食子酸接枝魔芋葡甘聚糖(KGM-GA)和多巴胺修饰黄原胶(XG-DPA)组成的KG-XDgel水凝胶。该材料通过酚羟基协同清除ROS，并靶向CD206受体促进M2巨噬细胞极化，在小鼠全层伤口模型中实现7天81%上皮闭合率和14天8.7倍血管新生，为无药物干预的伤口修复提供了新策略。

　　

慢性伤口愈合面临氧化应激与炎症失衡的双重挑战。过量的活性氧(ROS)会持续激活NF-κB通路，导致促炎因子TNF-α和IL-6过度分泌，同时阻碍M2型巨噬细胞极化，最终延缓组织修复并加重纤维化瘢痕形成。传统敷料虽能提供物理保护，但难以动态调控伤口微环境中的氧化还原平衡和免疫应答。

天津大学（根据通讯作者Zhang Chuangnian和Yang Jing的署名单位推断）的研究团队在《Bioactive Materials》发表的研究中，创新性地将天然多糖的免疫调节特性与多酚化合物的抗氧化功能相结合，开发出具有双重功能的KG-XD^gel水凝胶。该材料通过分子设计整合了没食子酸接枝的魔芋葡甘聚糖(KGM-GA)和多巴胺修饰的黄原胶(XG-DPA)，形成氢键交联的三维网络结构。研究采用流变学测试验证其自修复性能，通过Amplex Red和DPPH实验评估ROS清除能力，结合流式细胞术和RNA测序分析巨噬细胞极化机制，并建立小鼠全层皮肤缺损模型验证促愈合效果。

2.1. KG-XD水凝胶的成功制备及其自修复与粘附特性
通过EDC/DMAP介导的酯化反应合成KGM-GA，FT-IR在1723 cm^-1处出现特征峰证实成功接枝。XG-DPA的苯环振动峰(1530 cm^-1)和紫外吸收峰(280 nm)表明多巴胺修饰。混合后水凝胶呈现均匀微孔结构(孔径60.7±48.1 μm)，储能模量(G′)高于损耗模量(G″)，在50%应变下发生剪切稀化，经100%应变破坏后能快速恢复原始模量。

2.2. KG-XD水凝胶具有显著的抗氧化和细胞保护作用
在250 μg/mL浓度下可清除60% H₂O₂和75% DPPH自由基。流式检测显示其将H₂O₂诱导的ROS阳性细胞比例从47%降至30%，使受氧化损伤的L929细胞存活率从68.4%提升至95%以上。

2.3. KG-XD水凝胶促进巨噬细胞极化并调节炎症因子分泌
使RAW264.7细胞伸长指数从1.19增至2.14，CD206⁺ M2型比例显著增加。ELISA显示其将LPS诱导的TNF-α水平降低2.3倍，同时使抗炎因子IL-10分泌量提升3.1倍。

2.4. RNA测序揭示KG-XD^gel调控巨噬细胞极化的功能
转录组分析发现该材料下调Cd86等M1标记基因1.3倍，上调Mrc1(CD206)等M2标记基因2.1倍。KEGG富集显示其显著抑制NF-κB和IL-17等促炎通路。

2.5. KG-XD^gel增强体外成纤维细胞迁移和血管形成
划痕实验表明其使H₂O₂处理的L929细胞迁移率从14%提升至48%。Matrigel实验显示水凝胶处理组血管主支长度达对照组的3倍。

2.6-2.7. 动物实验验证促愈合机制
小鼠模型中，KG-XD^gel组7天伤口闭合率达81.1%，14天CD31⁺血管密度增加8.7倍。DHE染色显示其降低伤口部位ROS水平63%，免疫荧光证实CD206⁺/CD68⁺ M2型巨噬细胞比例提高2.4倍。

该研究创新性地通过天然多糖-多酚协同体系，实现了氧化还原调控与免疫微环境重塑的协同治疗。KG-XD^gel无需外源生长因子即能促进组织再生，其分子机制涉及：①GA和DPA的酚羟基协同清除ROS；②KGM/XG通过碳水化合物-CD206相互作用驱动M2极化；③多巴胺介导的组织粘附确保局部滞留。这种"一石三鸟"的设计策略为慢性伤口治疗提供了新的材料范式，具有显著的临床转化潜力。