可喷涂水凝胶海绵通过重建神经血管微环境与调控炎症促进糖尿病创面愈合

糖尿病创面因慢性炎症、血管功能不全和周围神经病变导致组织再生障碍，传统敷料难以适应不规则创面形状。研究人员开发了一种基于GelMA-PLMA的可喷涂水凝胶海绵S-GPLKLT/RGI，通过共价结合VEGF模拟肽KLT和BDNF模拟肽RGI，重建神经血管微环境并抑制IL-17信号通路。该研究为糖尿病创面管理提供了兼具形态适应性和生物活性的新型治疗策略。

　　

糖尿病创面愈合面临慢性炎症、血管再生障碍和周围神经病变三重挑战，传统敷料难以适应不规则创面形状且缺乏多靶点调控能力。针对这一临床难题，Xiaozhen Zhou团队在《Bioactive Materials》发表研究，开发了一种基于明胶甲基丙烯酰基(GelMA)和ε-聚赖氨酸甲基丙烯酰胺(PLMA)的可喷涂水凝胶海绵S-GPL^KLT/RGI，通过整合血管内皮生长因子(VEGF)模拟肽KLT和脑源性神经营养因子(BDNF)模拟肽RGI，实现神经血管微环境重建与炎症协同调控。

研究采用气动喷涂技术构建多孔结构增强渗出液吸收能力，通过紫外光交联实现创面快速成型。体外实验验证了材料抗菌性和生物相容性，采用Transwell迁移实验、划痕愈合实验和管形成实验评估促血管生成效果，通过间接共培养模型分析内皮细胞-施万细胞相互作用。体内建立糖尿病大鼠全层皮肤缺损模型，结合激光散斑成像、组织学染色和转录组测序等多维度评价体系。

3.1 水凝胶的制备与表征

通过气动喷涂技术使S-GPL形成层状多孔结构，孔隙率(67.00±6.78%)显著高于传统水凝胶，压缩应变达60%仍保持结构完整。负载的KLT/RGI肽通过甲基丙烯酸酯键实现23天缓释，初始释放率仅1.16±0.54%。

3.2 抗菌性能与生物相容性

含3% PLMA的S-GPL对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的抑菌率分别达98.96%和97.79%，CCK-8实验显示其显著促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)增殖。

3.3 促血管生成作用

GPL^KLT提取物使HUVECs迁移数量增加2.3倍，管形成实验显示血管网络长度提升158%。免疫荧光证实CD31⁺内皮细胞成熟度提高，并上调内源性VEGF、PDGF和FGF-2表达。

3.4 神经再生调控机制

BDNF模拟肽RGI使大鼠施万细胞(RSCs)的髓鞘标志物MBP表达增强3.8倍，同时下调未成熟标志物NCAM。转录组分析发现Wnt5a、Sema3a等神经血管导向分子显著上调。

3.5 体内创面愈合效果

S-GPL^KLT/RGI治疗14天使创面闭合率达91.1%，较对照组提高2.5倍。免疫荧光显示CD31⁺毛细血管与PGP9.5⁺神经纤维形成空间共定位，构成功能性神经血管微环境。

3.8 转录组时序调控特征

基因集富集分析(GSEA)揭示治疗组IL-17信号通路持续抑制，第7天以PI3K-Akt/VEGF通路激活为主，第14天转向神经活性配体-受体相互作用通路。免疫组化证实IL-17表达降低62.4%。

该研究创新性地通过仿生肽协同策略，首次在糖尿病创面中实现神经血管单元的时空有序重建。气动喷涂技术解决了不规则创面适配难题，而ε-聚赖氨酸的引入赋予材料固有抗菌性。特别值得注意的是，转录组发现的IL-17通路抑制与神经血管再生存在动态关联，为理解慢性创面"炎症-再生"失衡机制提供了新视角。这种将材料工程与微环境调控相结合的设计理念，为复杂组织再生提供了可转化解决方案。