【Adv.Funct.Mater】用于糖尿病感染伤口再生的具有水胶体-棉结构的多功能DNA水凝胶
用于糖尿病感染伤口再生的具有水胶体-棉结构的多功能DNA水凝胶
Advanced Functional Materials ( IF 18.808 )
Pub Date : 2021-09-01
DOI: 10.1002/adfm.202106167
慢性复杂伤口、糖尿病感染性伤口已成为全球医疗保健的重大负担。免疫力低下的糖尿病患者伤口容易感染，导致白细胞功能受损和炎症反应失衡，抑制中性粒细胞和巨噬细胞向伤口的迁移。此外，当患者的糖尿病感染性伤口进一步恶化时，主要临床特征是生理功能严重受损，大量渗出物、促炎因子的激活、血管生成不足、活性氧 (ROS) 的过度产生、周围神经病变和毛囊损失。此外，频繁的肢体动作可能会导致敷料脱落或伤口再次撕裂。面对这些复杂的病理现象，理想的敷料不应仅限于解决上述问题，而应具有驱动和促进组织再生的能力。
再生组织的最终目标是使组织恢复到正常的生理水平。指导组织再生的最佳方法是将人体固有的再生潜力与用于组织修复的生物工程材料相结合。伤口愈合一般分为炎症期、增殖期和愈合期。当身体受损时，它会募集循环免疫细胞（中性粒细胞）、单核细胞和巨噬细胞。免疫细胞分为促炎细胞（如单核细胞、M1表型巨噬细胞和辅助T细胞（Th1细胞））和抗炎细胞（M2表型巨噬细胞和Th2细胞）。
促炎细胞主要负责引起体内炎症，而抗炎细胞则负责细胞外基质的重塑、血管的成熟和内源性干细胞的分化。生物工程材料的生物活性可以精确控制生物物理和生化信号。因此，它们可以将内源性细胞（免疫细胞、祖细胞或干细胞）募集到损伤部位，引导促炎和抗炎免疫细胞之间的平衡，促进组织再生。生物工程材料的发展如火如荼，必将为指导组织再生奠定坚实的基础。
临床治疗糖尿病感染性伤口的主要方法是注射和口服抗生素。然而，长期抗生素治疗不可避免地会产生耐药性（ABR），不会根除细菌和减轻炎症。近红外（NIR）诱导光热疗法（PTT）具有靶向选择性、非侵入性、远程控制、生物安全等优点，在红外感染伤口中引起广泛关注。当近红外光照射时，光热敷料会升高局部温度（>50℃）并对细菌造成物理损伤（热损伤）。
此外，有趣的是，适当的热刺激可以增加肉芽组织的生长速度，促进血管生成，加速皮肤伤口的愈合。在众多光热材料中，黑磷量子点（BPQDs）表现出光热性能稳定、生物相容性好等独特性能，掀起了纳米技术研究的新浪潮。然而，很少报道含有 BPQD 的敷料用于治疗糖尿病感染性伤口。
已经设计和制造了各种用于促进伤口闭合和愈合的生物工程材料，包括静电纺丝支架、泡沫和海绵、薄膜、水凝胶等具有相似结构的3D 支架。与其他材料相比，水凝胶具有优越的柔韧性、优异的弹性、良好的生物相容性、高含水量和对生理环境的敏感性。因此，它受到了研究人员的特别关注。DNA纳米结构是一种来源于生物体的核酸分子，称为活性体再生支架。由 DNA 构建的水凝胶在体内具有独特的优势，如可降解性、非免疫原性、高灵敏度、温度反应性，和药物输送。
在此，设计了一种多功能的 DNA 水凝胶敷料。如Scheme 1a所示，基于碱基配对原理形成树枝状大分子X+Y型DNA接头结构，然后与BPQDs掺杂的阳离子聚合物聚乙烯亚胺（PEI）动态交联（PEI@BPQDs缩写PB ) 形成具有生物活性的 DNA 水凝胶 (PBCD 凝胶) 并加载伤口愈合营养原花青素B2(OPC B2) 缩写 OPC B2/PBCD凝胶。全面评估了DNA水凝胶作为敷料的各种性能（方案 1b）。
体外细胞/细菌实验评估了OPC B2/PBCD凝胶的光热性能、抗菌性能、生物相容性、抗氧化能力和自由基清除能力。通过糖尿病感染性创面全层皮肤缺损（Scheme 1c），研究了DNA水凝胶敷料促进皮肤组织愈合、引导巨噬细胞极化、皮肤神经再生和组织再生。令人惊讶的是，DNA水凝胶敷料的多功能性可以招募骨髓细胞激活适应性免疫以促进组织再生。具有级联管理特性的多功能DNA水凝胶敷料，开启了治疗糖尿病感染性创面的新征程。
推文合作
请后台联系小编!
文章最底部“发消息”，小编在线可聊可撩~