南方医科大学郭金山教授Small: 按需拆卸pH响应释放铕离子的医用胶黏剂通过贯序性炎症微环境调节和促血管生成促进糖尿病创面修复

2022-11-05 来源：高分子科技

全球糖尿病人超5.36亿，且将随人口老龄化加剧进一步增加，2045年将达到7.83亿。约25%的糖尿病患者终生面临着糖尿病足溃疡(DFU)风险，给患者带来巨大痛苦，常导致截肢，致死致残率高。多数糖尿病溃疡伤口治疗手段往往只关注慢性伤口愈合的一个或几个关键因素（如炎症微环境、缺氧等），缺乏一种技能在宏观层面保护伤口、促进伤口闭合、方便敷料更换，又能连续调控伤口愈合各阶段及其涉及的级联生物过程的综合治疗策略。

近日，南方医科大学郭金山教授团队在《Small》期刊上发表了题为“On-demand removable self-healing and pH-responsive europium-releasing adhesive dressing enables inflammatory microenvironment modulation and angiogenesis for diabetic wound healing”的文章。巧妙地利用天然抗氧化剂单宁酸(TA)对金属离子和含有氢键供体/受体的聚合物的广泛结合力，通过金属-多酚配位复合物与柠檬酸基贻贝仿生胶黏剂预聚物的简单物理混合，开发了专门针对糖尿病创面的单宁-铕配位复合物交联柠檬酸基贻贝仿生胶黏剂(TE-CMBA)。一方面，TE-CMBA能促进宏观创面闭合并可无损伤更换敷料，保护创面免受外部威胁；另一方面，TE-CMBA能将复杂的慢性创面愈合过程中涉及的不同的创面愈合阶段和级联生物过程贯穿起来：充分利用糖尿病慢性创面的微酸性环境促进具有促血管生成功能的铕离子和具有抗氧化、抗炎功能的单宁酸的释放，贯序性调控炎症微环境和血管生成，从而促进糖尿病慢性创面的愈合。

图1. TE-CMBA促进糖尿病慢性创面愈合示意图。

图2. TE-CMBA医用胶黏剂的形状自适应性、自愈合和按需可拆卸性能。

TE-CMBAs能瞬间凝胶(凝胶时间 < 60秒)，具有良好的形状适应性、高弹性(断裂伸长率高达1400%)、一定的湿态组织黏附力(达40 kPa)、较好的光热抗菌活性、优异的抗氧化性和促血管生成特性。可逆的氢键交联和敏感的金属-多酚配位键还赋予 TE-CMBAs 自愈性、 pH 敏感的铕离子(Eu³⁺)和单宁酸(TA)释放特性和与硼砂溶液混合后可轻松按需拆除的能力，可方便地进行无痛敷料更换，并可利用糖尿病慢性创面的微酸性（pH < 6.5）环境促进Eu³⁺和TA的释放，贯序性地调节炎症微环境、促进血管生成和细胞外间基质(ECM)沉积，从而促进糖尿病慢性创面愈合。这种多功能黏附敷料为糖尿病创面处理提供了一个全面的再生医学策略，并能方便地推广到其他复杂的组织愈合应用场景中。

图3. 在糖尿病创面动物模型上系统验证TE-CMBA的治疗效果。

文章第一作者是南方医科大学硕士生扶美梅，南方医科大学博士生赵益涛为共同第一作者，郭金山教授为最后通讯作者，吴可可博士后为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和广东省基础与应用基础研究基金委的支持。

郭金山教授团队近年来致力于医用胶黏剂的应用基础研究和转化应用，与著名生物材料专家——美国宾州州立大学的杨健教授一起，先后以柠檬酸基聚合物为骨架开发了一系列贻贝仿生医用胶黏剂(injectable citrate-based mussel-inspired bioadhesives, iCMBAs)，包括抗细菌和真菌的iCMBA (Biomaterials, 2016, 85, 204.)、点击化学增强的iCMBA (Biomaterials 2017, 112, 275)、氧化镁交联的iCMBA (Biomaterials 2020, 232, 119719)、预防疤痕生成的医用胶(Bioactive Materials 2023, 20, 93)和慢性伤口愈合医用胶(Small 2022, doi: 10.1002/smll.202205489)。团队还充分利用柠檬酸基聚合物的优异促成骨分化和矿化能力，将iCMBA与羟基磷灰石结合，开发了骨胶黏剂，用于粉碎性骨折黏合修复(JMCB 2015, 3, 5569)和腱-骨愈合(JMCB 2021, 9, 8202)。

课题组研究方向集中在生物医用高分子和生物材料的开发及其在软、硬组织再生修复中的应用，包括生物医用胶黏剂及生物活性骨科材料。更多信息请访问课题组网站：http://bio-materials.com.cn。课题组诚招博士后，欢迎来函来电咨询: jsguo4127@smu.edu.cn, 020-61648222, QQ (wechat): 123332035。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202205489

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（责任编辑：xu）

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