糖尿病创面常伴随持续性炎症、氧化应激、血管新生不足和组织重塑障碍，因而难以实现正常愈合。低强度脉冲超声（LIPUS）能够通过非侵入性物理刺激促进组织修复，但其治疗效果依赖于超声探头与创面之间稳定的声学耦合。传统超声耦合凝胶容易流动、失水，难以在不规则或活动部位保持稳定贴合，同时缺乏对创面异常微环境的主动调节作用。因此，开发兼具稳定超声传输和生物活性递送能力的柔性水凝胶贴片对糖尿病创面修复具有重要意义。

图1 MF@PCBOH两性离子水凝胶超声贴片的设计及糖尿病创面修复机制

  为此，天津大学材料科学与工程学院杨建海教授、刘文广教授团队联合联勤保障部队第983医院王宏宇主任团队，构建了一种负载芒果苷胶束的两性离子水凝胶超声贴片（MF@PCBOH）（图1）。该研究利用高浓度两性离子聚合物链间的物理缠结和动态氢键作用，制备出兼具柔韧性与结构稳定性的PCBOH水凝胶；随后通过平衡溶胀，将负载芒果苷胶束引入预成型水凝胶网络。其中，PCBOH水凝胶作为稳定的超声耦合界面，实现超声能量的有效传输；MF胶束则改善芒果苷的水溶性，并在超声刺激下促进药物释放。通过结合超声物理刺激与局部药物递送，该体系能够减轻氧化应激、调节炎症反应并促进血管新生，从而加速糖尿病创面修复。

  2026年10月13日，该工作以“Flexible Zwitterionic Hydrogel Ultrasonic Patch Enables Spatiotemporally Controlled Delivery of Mangiferin-Loaded Micelles for Accelerating Diabetic Wound Healing”为题在线发表在《ACS Nano》上。天津大学博士研究生陈丹阳为论文第一作者，联勤保障部队第983医院王宏宇主任、天津大学刘文广教授和杨建海教授为共同通讯作者。

图2 高链缠结PCBOH水凝胶的结构设计、力学性能及动态氢键作用

  水凝胶作为超声耦合贴片，需要具备良好的力学性能，以适应皮肤运动及反复形变。如图2所示，研究通过提高CBOH单体浓度，增强聚合物链间的物理缠结，构建出具有良好力学稳定性的PCBOH水凝胶。力学测试表明，随着单体浓度增加，水凝胶的拉伸强度和韧性显著提高。流变实验进一步证实，水凝胶具有良好的弹性和形变恢复能力；变温红外光谱则揭示了聚合物链间动态氢键的存在。物理缠结与氢键相互作用共同增强了水凝胶的力学性能，使其能够适应动态皮肤环境下的超声耦合需求。

图3 PCBOH水凝胶贴片的皮肤贴合性、超声传输及成像性能

  良好的界面贴合和声学传输是超声治疗的基础。如图3所示，PCBOH水凝胶贴片能够贴合腕部皮肤，并在手腕弯曲时维持连续接触。贴片与皮肤表面可通过氢键和偶极相互作用形成可逆界面作用，在无需额外黏合剂的情况下保持贴附。声场测试显示，超声通过水凝胶后仍可形成较完整的声场分布；在心脏、颈动脉及浅表肌肉骨骼组织的超声成像中，PCBOH贴片获得了与商用耦合材料相近的图像质量，表明其具备较好的超声耦合性能。

图4 MF@PCBOH水凝胶联合LIPUS促进糖尿病大鼠创面闭合与组织修复

  为评价MF@PCBOH水凝胶贴片对糖尿病创面修复的促进作用，研究构建了STZ诱导的糖尿病大鼠全层皮肤缺损模型（图4）。结果表明，与其他对照组相比，MF@PCBOH联合LIPUS治疗能够显著加快创面闭合，促进受损组织再生。组织学分析进一步显示，该治疗方式能够减轻创面早期炎症细胞浸润，促进后期再上皮化及胶原沉积与重塑，从而改善糖尿病创面的愈合效果。

  综上，该研究将高链缠结两性离子水凝胶的稳定超声耦合性能与芒果苷胶束的超声响应递送功能相结合，构建了兼具柔性贴合、抗污和局部生物活性调控能力的超声治疗贴片。在糖尿病大鼠和巴马猪全层创面模型中，该体系均表现出促进创面闭合、改善炎症反应、胶原重塑及血管新生的作用，为超声辅助生物医用水凝胶和慢性创面治疗材料的设计提供了新的思路。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.6c15305