全球超过5亿糖尿病患者中，有7.2%至15%面临慢性伤口长期不愈的困境。这类伤口常深陷于高血糖、生物膜感染、氧化应激与局部缺氧交织的复杂病理微环境之中，传统敷料难以穿透表层屏障，更无法协调应对深层与表层的多重挑战，导致愈合率低、复发率高，让无数患者深受困扰。

  为破解这一临床难题，中科院长春应化所王大鹏研究员与唐纪琳教授、长春中医药大学刘芳馨副教授、南京工业大学王瑞教授合作发表研究成果。他们开发出一种名为H@MN的智能敷料系统——将可溶性微针阵列嵌入水凝胶基质，构建出能实现“时空级联反应”的治疗平台，为糖尿病慢性伤口（DCWs）提供了全新的精准干预范式。

  相关工作以A Hydrogel Dressing Integrated With Dissolving Microneedle Array Enables Spatiotemporal Cascade Reaction for Effective Diabetic Chronic Wound Treatment为题发表于《Advanced Materials》上。本研究第一作者为张苗苗副研究员，共同通讯作者为王大鹏研究员、唐纪琳研究员、刘芳馨副教授与王瑞教授。工作获得国家自然科学基金、吉林省科技发展计划及中国科学院院地合作专项的支持。

  该系统的创新之处在于其“空间分区、时间递进”的催化布局（图1）。微针尖端负载葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase, GOx），可刺破伤口表层屏障，直达深层组织。在这里，GOx高效催化葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢（H₂O₂），不仅原位降低局部高血糖，还产生关键分子H₂O₂。

  这些新生的H₂O₂并未在原地积累造成损伤，而是作为“接力棒”，向表层水凝胶区域主动扩散。这一跨区域传递过程，如同启动了一场精密的“接力式催化”。当H₂O₂抵达水凝胶层，便触发其中封装的多功能纳米酶（HPM NPs）：这枚“分子开关”随即被激活。HPM NPs集多种功能于一体：其类超氧化物歧化酶（SOD）和类过氧化氢酶（CAT）活性，能高效清除有害活性氧（ROS），缓解氧化应激；同时分解H₂O₂释放氧气，有效改善创面缺氧状态；更结合近红外光热治疗（PTT），协同清除顽固的细菌生物膜。由此，早期控糖抗菌、中期抗炎供氧的治疗目标得以无缝衔接。

图1时空级联概念示意图。

  随着炎症逐渐消退，修复程序自然开启。后期阶段，微环境趋于稳定，细胞增殖与组织重塑成为主旋律。H@MN系统通过调控巨噬细胞极化，引导其由促炎的M1型向促修复的M2型转变，为肉芽组织生长、胶原沉积与血管新生创造了有利条件，最终完成从抑制到促进的动态演化。

  体外实验充分验证了该体系的协同催化效率与强大抗菌能力。在STZ诱导的糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型中，H@MN组表现出显著优势：伤口闭合速度大幅提升。组织学分析显示，其肉芽组织更厚实，胶原纤维排列更有序，新生血管密度显著增加。分子机制研究进一步揭示，转录组测序表明H@MN处理显著下调了TNF-α、IL-6等促炎通路基因，同时上调VEGF、TGF-β等修复相关基因表达。这不仅证实了其多阶段精准调控的有效性，更阐明了其重启愈合程序的内在逻辑。

  这项研究的意义不止于糖尿病伤口本身。利用“时空级联反应”理念，通过中间产物扩散实现催化剂的空间分离与时序控制，为解决各类具有空间异质性的疾病，如肿瘤微环境调控、神经退行性病变等，提供了通用的设计蓝图。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.72903.