浙大王立教授和俞豪杰副教授团队 ACS AMI：促糖尿病伤口愈合的偶联天然多酚的多级ROS响应水凝胶

2022-12-29 来源：高分子科技

糖尿病伤口是糖尿病患者的一种常见并发症，由于易感染等原因，往往难以愈合。降低糖尿病伤口的炎症水平对其愈合具有重要促进作用。为了实现有效的抗炎，研究者开发了负载各类抗炎药物的水凝胶，但传统简单的共混负载抗炎药物可能会使伤口微环境中的活性氧(ROS)被过度清除，并且其清除速度难以和伤口微环境的需求相匹配，可能造成药物生物利用率低及生物毒性，促伤口愈合效果不理想。

近日，浙江大学王立教授和俞豪杰副教授团队利用ROS响应硼酸酯键作为抗炎药物偶联点和水凝胶构建的化学交联点，制备了一系列偶联天然多酚的多级ROS响应水凝胶（PPBA-TA-PVA）（图1）。

图1. 偶联天然多酚（单宁酸）的多级ROS响应水凝胶（PPBA-TA-PVA）

研究发现所得PPBA-TA-PVA水凝胶的4 h抑菌率达99.4 ± 0.6%，促人真皮成纤维细胞（HDFa）的迁移率(24 h细胞迁移率为84.2 ± 4.6%)是正常细胞的两倍（43.8±8.1％）。对DPPH自由基与·OH自由基都具有高效清除效果，其清除速率可以通过调整苯硼酸基团接枝密度与单宁酸含量来控制（图2）。此外，以ROS响应性硼酸酯键作为水凝胶交联化学键和抗炎药物偶联点，使PPBA-TA-PVA水凝胶具有ROS响应降解性能和抗炎药物释放性能，可以根据伤口的ROS浓度变化自适应控制水凝胶的降解速度和偶联的抗炎药物的释放速度，从而实时满足伤口的需求。

图2. PPBA-TA-PVA水凝胶的ROS清除性能

在图3的糖尿病大鼠伤口愈合模型中，与对照组相比，PPBA-TA-PVA水凝胶在伤口愈合早期便体现出较好的促伤口愈合效果；在伤口愈合第6天，PPBA-TA-PVA水凝胶体现出更明显的上皮化，其伤口闭合率达到84.5±6.0%，是对照组（44.0±4.4%）的两倍左右。此外，由q-PCR结果可以得到，PPBA-TA-PVA水凝胶能够有效抑制伤口早期愈合过程中炎症因子（IL-6、IL-1β）的表达，并提高COL-1与COL-3细胞因子的表达。PPBA-TA-PVA水凝胶在糖尿病伤口等慢性伤口的抗炎促愈合应用中具有很好的应用前景。

图3. PPBA-TA-PVA水凝胶促糖尿病伤口愈合性能

以上成果近期发表在ACS Applied Materials & Interfaces上，论文题为“Multistage ROS-Responsive and Natural Polyphenol-Driven Prodrug Hydrogels for Diabetic Wound Healing”。论文的第一作者为浙江大学化学工程与生物工程学院博士生倪志鹏，通讯作者为浙江大学化学工程与生物工程学院俞豪杰副教授。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c15686

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（责任编辑：xu）

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