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西安交大郭保林/梁永平團隊 AFM:光熱/光動力協(xié)同抗菌與 pH/葡萄糖雙重響應(yīng)藥物遞送治療糖尿病足潰瘍
2024-11-21  來源:高分子科技

  眾所周知,糖尿病是一種嚴重的慢性疾病,可導致慢性并發(fā)癥,如中風、腎功能衰竭和糖尿病足潰瘍 (DFU),這極大地影響了患者的生活和健康。研究表明,糖尿病患者 DFU 的發(fā)生率高達 15%,截肢率高達 30%。高血糖、周圍神經(jīng)病變、動脈疾病、血液運輸障礙以及細菌感染等因素均會導致慢性或復發(fā)性糖尿病傷口,使 DFU 成為傷口愈合研究領(lǐng)域的難點。傷口敷料的作用在 DFU 的管理和治療中至關(guān)重要。然而,傳統(tǒng)的傷口敷料容易脫落和斷裂,且生化功能單一,難以滿足頻繁運動的 DFU 的修復需求。因此,設(shè)計具有出色組織粘附性和自愈特性的傷口敷料非常重要。此外,具有感染預防、抗炎和促進血管生成等多種生化功能的水凝膠可以滿足 DFU 的運動需求并改善長期不愈合。


圖1 HPC/GPC/PFD (HPCG/PFD) 水凝膠的制備和應(yīng)用


  近期,西安交通大學前沿科學技術(shù)研究院郭保林/梁永平團隊制備了一種具有光熱/光動力協(xié)同抗菌與 pH/葡萄糖雙重響應(yīng)藥物遞送聯(lián)合的水凝膠敷料,用于促進糖尿病足潰瘍修復。團隊首先通過間氨基苯基硼酸和己二酰二酰肼雙功能化透明質(zhì)酸 AHP) 和氧化硫酸軟骨素 (OCS) 之間的席夫堿和苯硼酸酯的雙重動態(tài)交聯(lián)構(gòu)建了 pH/葡萄糖雙響應(yīng)水凝膠敷料 (HPC)。隨后,將具有光熱/光動力協(xié)同抗菌特性的聚多巴胺還原氧化石墨烯復合甘氨酸修飾的富勒烯 (GPC) 和具有促血管生成與抑制炎癥的藥物吡非尼酮 PFD) 加載到上述 HPC 水凝膠中。基于席夫堿/苯硼酸酯對 pH/葡萄糖的響應(yīng),HPC/GPC/PFD (HPCG/PFD) 水凝膠可以加速 PFD 的釋放,從而改善 DFU 中的過度炎癥和血管生成。此外,雙重動態(tài)交聯(lián)為水凝膠提供了良好的按需去除和自修復性能,而 GPC 為水凝膠帶來了良好的組織粘附、抗氧化和導電性。水凝膠的流變學、形態(tài)學、機械性能、溶脹、降解和生物相容性也得到了很好的驗證。最后,在大鼠的 DFU 模型中,這種水凝膠可以通過減少感染和炎癥、加速傷口閉合以及增強表皮再生、膠原蛋白沉積和血管生成來促進傷口修復,顯示出對糖尿病傷口愈合的促進作用。 


圖2 感染 DFU 傷口愈合實驗示意圖以及各實驗組傷口隨時間的變化


  該工作以“Photothermal/Photodynamic Synergistic Antibacterial Hydrogel Dressing with pH/Glucose Dual Responsive Pirfenidone Release for Diabetic Foot Ulcers”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上(2024, 2416205)。文章第一作者是西安交通大學碩士生潘國瑩和助理教授李勐,通訊作者為梁永平助理教授和郭保林教授。該研究得到國家自然科學基金委和中國博士后科學基金會的支持。


  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202416205

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