太阳集团城网址娱网|主页欢迎您

简体中文  |  English
当前位置:首页 > 教学 . 科研
教学 . 科研

太阳集团城网址娱网温永强教授、杜宏武教授等《AFM》: 多功能DNA水凝胶敷料促进糖尿病感染伤口愈合

发布时间:2022-03-03 13:47:58   作者:
访问量:

近日,太阳集团城网址娱网化学系温永强教授、生物系杜宏武教授等在“多功能DNA水凝胶敷料促进糖尿病感染伤口再生”方面的研究取得突破性进展,并在《Advanced Functional Materials》上发表研究性论文“Multifunctional DNA Hydrogels with Hydrocolloid-Cotton Structure for Regeneration of Diabetic Infectious Wounds”。

 图片1.png

多功能DNA水凝胶敷料促进糖尿病感染伤口再生的研究,为糖尿病患者带来福音。目前,因糖尿病引发的伤口感染已成为全球重大的医疗负担。由于临床敷料的单一性,缺乏具有高吸收性、可定制形状、快速自愈、引导组织再生和恢复生理功能的全身性多功能伤口敷料。因此,糖尿病感染性伤口治疗仍然是再生医学面临的重大挑战。鉴于以上问题,温永强教授、杜宏武教授以及北京大学人民医院张培训教授等人通过DNA接枝、聚乙烯亚胺动态交联以及掺杂黑磷量子点,成功制备了一种多功能DNA水凝胶敷料,以促进糖尿病感染性伤口愈合和组织再生。

该水凝胶具有优异的渗出液吸收性能、可调加热能力、力学行为、自愈能力、可写性、组织粘附和抗菌性能原花青素 B2 (OPC B2) 的掺入赋予了 DNA 水凝胶显著的清除自由基和抗氧化特性。同时,该水凝胶敷料可以使伤口保持稳定的重塑状态激活神经元转变为修复状态加速皮肤神经再生和血管生成。除此之外,它还具备促进组织再生的能力,可以促进毛囊和毛发再生。因此,这种先进的水凝胶敷料为临床治疗糖尿病感染伤口、引导组织再生提供了一种有效的方法。

作者设计了一种多功能的 DNA 水凝胶敷料(图1)。基于碱基配对原理,作者开发了树枝状大分子X+Y形DNA连接结构,然后与掺有黑磷量子点的聚乙烯亚胺动态交联形成生物活性 DNA 水凝胶,并在其中加载OPC B2 作为一种天然营养素,具有抗氧化和清除自由基的能力,并能促进细胞增殖和血管生成。作者建立了全层皮肤感染的糖尿病小鼠模型,研究了体内糖尿病感染伤口的愈合性能。研究表明:水凝胶敷料提供的3D空间结构可以吸收大量脓液组织液,为伤口愈合提供了完美的环境。第6天,观察到有新皮形成,而在第10天形成上皮层,可清晰观察再生结构和新生毛囊组织。治疗10天后,治疗的伤口几乎完全愈合,创面愈合率高达99.9%,而其他组的伤口没有完全闭合。表明水凝胶在NIR触发下具有优异的伤口愈合性能。

图片2.png

1 水凝胶的制备、促进糖尿病感染性伤口愈合机制示意图

作者监测了伤口微环境的变化。巨噬细胞主要表现为炎症期的 M1 表型和修复期的M2表型。M1释放促炎因子诱导组织损伤,M2释放抗炎因子减少炎症,加速伤口愈合,促进组织再生。作者评估了 3、5 和 7 天的伤口组织。在治疗的第5天和第7天,敷料IL-10和TGF-β1的mRNA表达量最高,几乎是对照组的1.8-2.5倍。说明敷料在炎症早期有效促进巨噬细胞从M1向M2表型的转化。为了评估 DNA 敷料对感染性伤口的修复效果,作者对血管内皮细胞标志物 CD31 进行免疫组织化学染色,以确认伤口愈合过程中新血管的形成。结果表明,说明DNA水凝胶敷料促进了血管生成,并促进毛囊和毛发再生。

总结:

作者成功开发了一种水凝胶敷料,以促进糖尿病感染性伤口愈合和组织再生。该DNA水凝胶敷料显示出适当的机械性能、自愈能力、可写性和组织粘附性。此外,其还具有包括抗菌、抗氧化、抗炎、调节巨噬细胞极化、促进神经和血管生成等多种功能。总之,该多功能DNA水凝胶敷料为治疗糖尿病感染性伤口提供了一种有效、有前景、实用的联合疗法,为临床再生医学带来了新的希望。

花生小驻