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南方醫(yī)科大學(xué)郭金山教授Small: 按需拆卸pH響應(yīng)釋放銪離子的醫(yī)用膠黏劑通過貫序性炎癥微環(huán)境調(diào)節(jié)和促血管生成促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面修復(fù)

2022-11-05 來源：高分子科技

全球糖尿病人超5.36億，且將隨人口老齡化加劇進(jìn)一步增加，2045年將達(dá)到7.83億。約25%的糖尿病患者終生面臨著糖尿病足潰瘍(DFU)風(fēng)險，給患者帶來巨大痛苦，常導(dǎo)致截肢，致死致殘率高。多數(shù)糖尿病潰瘍傷口治療手段往往只關(guān)注慢性傷口愈合的一個或幾個關(guān)鍵因素（如炎癥微環(huán)境、缺氧等），缺乏一種技能在宏觀層面保護(hù)傷口、促進(jìn)傷口閉合、方便敷料更換，又能連續(xù)調(diào)控傷口愈合各階段及其涉及的級聯(lián)生物過程的綜合治療策略。

近日，南方醫(yī)科大學(xué)郭金山教授團(tuán)隊在《Small》期刊上發(fā)表了題為“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劑單寧酸(TA)對金屬離子和含有氫鍵供體/受體的聚合物的廣泛結(jié)合力，通過金屬-多酚配位復(fù)合物與檸檬酸基貽貝仿生膠黏劑預(yù)聚物的簡單物理混合，開發(fā)了專門針對糖尿病創(chuàng)面的單寧-銪配位復(fù)合物交聯(lián)檸檬酸基貽貝仿生膠黏劑(TE-CMBA)。一方面，TE-CMBA能促進(jìn)宏觀創(chuàng)面閉合并可無損傷更換敷料，保護(hù)創(chuàng)面免受外部威脅；另一方面，TE-CMBA能將復(fù)雜的慢性創(chuàng)面愈合過程中涉及的不同的創(chuàng)面愈合階段和級聯(lián)生物過程貫穿起來：充分利用糖尿病慢性創(chuàng)面的微酸性環(huán)境促進(jìn)具有促血管生成功能的銪離子和具有抗氧化、抗炎功能的單寧酸的釋放，貫序性調(diào)控炎癥微環(huán)境和血管生成，從而促進(jìn)糖尿病慢性創(chuàng)面的愈合。

圖1. TE-CMBA促進(jìn)糖尿病慢性創(chuàng)面愈合示意圖。

圖2. TE-CMBA醫(yī)用膠黏劑的形狀自適應(yīng)性、自愈合和按需可拆卸性能。

TE-CMBAs能瞬間凝膠(凝膠時間 < 60秒)，具有良好的形狀適應(yīng)性、高彈性(斷裂伸長率高達(dá)1400%)、一定的濕態(tài)組織黏附力(達(dá)40 kPa)、較好的光熱抗菌活性、優(yōu)異的抗氧化性和促血管生成特性。可逆的氫鍵交聯(lián)和敏感的金屬-多酚配位鍵還賦予 TE-CMBAs 自愈性、 pH 敏感的銪離子(Eu³⁺)和單寧酸(TA)釋放特性和與硼砂溶液混合后可輕松按需拆除的能力，可方便地進(jìn)行無痛敷料更換，并可利用糖尿病慢性創(chuàng)面的微酸性（pH < 6.5）環(huán)境促進(jìn)Eu³⁺和TA的釋放，貫序性地調(diào)節(jié)炎癥微環(huán)境、促進(jìn)血管生成和細(xì)胞外間基質(zhì)(ECM)沉積，從而促進(jìn)糖尿病慢性創(chuàng)面愈合。這種多功能黏附敷料為糖尿病創(chuàng)面處理提供了一個全面的再生醫(yī)學(xué)策略，并能方便地推廣到其他復(fù)雜的組織愈合應(yīng)用場景中。

圖3. 在糖尿病創(chuàng)面動物模型上系統(tǒng)驗證TE-CMBA的治療效果。

文章第一作者是南方醫(yī)科大學(xué)碩士生扶美梅，南方醫(yī)科大學(xué)博士生趙益濤為共同第一作者，郭金山教授為最后通訊作者，吳可可博士后為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金委的支持。

郭金山教授團(tuán)隊近年來致力于醫(yī)用膠黏劑的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化應(yīng)用，與著名生物材料專家——美國賓州州立大學(xué)的楊健教授一起，先后以檸檬酸基聚合物為骨架開發(fā)了一系列貽貝仿生醫(yī)用膠黏劑(injectable citrate-based mussel-inspired bioadhesives, iCMBAs)，包括抗細(xì)菌和真菌的iCMBA (Biomaterials, 2016, 85, 204.)、點擊化學(xué)增強(qiáng)的iCMBA (Biomaterials 2017, 112, 275)、氧化鎂交聯(lián)的iCMBA (Biomaterials 2020, 232, 119719)、預(yù)防疤痕生成的醫(yī)用膠(Bioactive Materials 2023, 20, 93)和慢性傷口愈合醫(yī)用膠(Small 2022, doi: 10.1002/smll.202205489)。團(tuán)隊還充分利用檸檬酸基聚合物的優(yōu)異促成骨分化和礦化能力，將iCMBA與羥基磷灰石結(jié)合，開發(fā)了骨膠黏劑，用于粉碎性骨折黏合修復(fù)(JMCB 2015, 3, 5569)和腱-骨愈合(JMCB 2021, 9, 8202)。

課題組研究方向集中在生物醫(yī)用高分子和生物材料的開發(fā)及其在軟、硬組織再生修復(fù)中的應(yīng)用，包括生物醫(yī)用膠黏劑及生物活性骨科材料。更多信息請訪問課題組網(wǎng)站：http://bio-materials.com.cn。課題組誠招博士后，歡迎來函來電咨詢: jsguo4127@smu.edu.cn, 020-61648222, QQ (wechat): 123332035。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202205489

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（責(zé)任編輯：xu）

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