基于壳聚糖的葡萄糖响应性水凝胶通过时空控制杀菌释放及多模式疗法促进糖尿病伤口再生

本研究开发了一种智能壳聚糖-明胶水凝胶（CG），通过苯硼酸-二醇识别机制实现葡萄糖响应性药物控释，可动态感知糖尿病伤口微环境并顺序释放二氢杨梅素（DMY）与铜纳米粒子（Cu-DMY NPs），有效调控巨噬细胞M2极化（流式细胞术显示增加10.61%）、抑制NF-κB通路、清除活性氧并杀灭病原菌（抗菌率>80%），为糖尿病伤口治疗提供了"智能识别-时序释放-多模式调控"的创新策略。

　　

亮点

材料

壳聚糖（来自麦克林生化有限公司，中国上海）在1%乙酸溶液中20°C下测得粘度为100–200 mPa·s，对应重均分子量约1000 kDa。通过0.1 M NaOH电位滴定法测定脱乙酰度为90.2 ± 0.8%（依据Balázs和Sipos方法）。B型明胶（牛骨来源，药用级）购自阿拉丁生化有限公司（上海）。

Cu-DMY纳米粒子的制备与表征

通过金属-多酚配位策略制备的纳米粒子可有效解决二氢杨梅素（DMY）水溶性差的应用局限。Cu-DMY NPs合成过程如图1A所示：DMY与Cu²⁺在乙醇溶液（pH 7.4–7.8）中通过配位驱动自组装形成纳米粒子。透射电镜图像显示Cu-DMY NPs呈球形形态并伴有轻微聚集（图1B）。动态光散射分析表明......

结论

我们通过硼酸修饰壳聚糖与多巴胺接枝明胶之间的动态硼酸酯交联，开发了智能多功能CG-CD₂系统。该水凝胶利用竞争性葡萄糖结合和酸性pH触发硼酸酯解离的特性，实现了葡萄糖与pH响应性治疗递送，从而达成时空药物释放控制。其负载的Cu-DMY纳米粒子可响应微环境释放生物活性Cu²⁺和二氢杨梅素，通过协同抗菌、抗炎和抗氧化作用促进糖尿病伤口再生。