可喷涂外泌体-水凝胶复合敷料:控释协同多机制促进糖尿病创面修复

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Materials Today Bio 10.2

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  推荐:针对糖尿病创面因感染、氧化应激和慢性炎症导致的愈合障碍,南方医科大学珠江医院团队开发了光交联甲基丙烯酸化脱细胞真皮基质水凝胶Exo@AMCN,共载人脐带间充质干细胞外泌体(hUCMSC-Exo)与β-环糊精-冰片包合物(CN)。该喷雾敷料通过调节光固化时间(10-300秒)精准控制降解动力学,实现2-7天级联释药,兼具抗菌(>85%)、抗氧化、促血管生成和免疫调节功能,使糖尿病小鼠创面14天残余面积降至1.07±1.27%。

  

糖尿病创面愈合面临细菌感染、氧化应激和慢性炎症等多重障碍,传统敷料因静态释药和单一功能难以满足动态愈合需求。现有技术存在两大瓶颈:外泌体(Exo)易被蛋白酶降解且易突释,而天然冰片(NB)因水溶性差限制其应用。南方医科大学珠江医院整形外科团队在《Materials Today Bio》发表研究,通过甲基丙烯酸化修饰脱细胞真皮基质(ADM)构建光交联水凝胶Exo@AMCN,整合hUCMSC-Exo与β-环糊精-冰片包合物(CN),实现时空可控的药物递送与多机制协同治疗。

研究采用超速离心法分离hUCMSC-Exo,通过饱和溶液法制备CN包合物,将甲基丙烯酸酐接枝ADM形成可光聚合的AM溶液。关键实验包括:傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)验证化学修饰,流变学测试表征光交联时间(10/60/300秒)对储能模量(G′)的影响,扫描电镜(SEM)观察孔径分布,体外释放实验监测Exo和冰片的缓释曲线,以及糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型评估疗效。

结果部分显示:材料表征证实AM60水凝胶具有116.33±23.98μm的均匀孔隙,延长光固化时间至300秒可使压缩强度提升至25.95kPa。体外释药实验表明Exo@AMCN300能维持7天持续释放,冰片和Exo累积释放率分别达81.67%和87.67%。功能验证中,该材料对S.aureus和E.coli的抑菌率>85%,并通过下调TNF-α(338.31±36.82%→189.54±13.07%)和上调IL-10促进巨噬细胞向M2型极化。

机制研究发现:转录组学鉴定出4,426个差异基因,基因集富集分析(GSEA)显示"血管生成"(NES=2.024)和"ECM组织"(NES=2.81)通路显著激活,而NF-κB炎症反应通路被抑制(NES=-2.25)。qPCR验证Exo@AMCN可上调VEGF、PIK3CA和AKT1表达,通过PI3K/Akt信号促进再上皮化。

该研究创新性地将ADM的生物活性与光响应特性结合,首次实现通过调节蓝光照射时间(10-300秒)精确控制水凝胶降解周期(2-7天),为糖尿病创面的阶段适应性治疗提供新策略。28天的长期安全性评估证实其无系统毒性,临床转化潜力显著。未来需在大型动物模型中验证疗效,并探究降解产物的代谢途径。

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