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  糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，其中糖尿病潰瘍是糖尿病最常見的并發癥之一。與普通皮膚創傷不同，糖尿病患者傷口處高血糖易導致細菌感染，目前臨床主要處理手段主要是通過抗生素抑制細菌增殖，但細菌出現耐藥性后，抗生素將不再起作用。同時，高血糖以及葡萄糖終產物會引發嚴重的炎癥反應，并致使免疫細胞，如中性粒細胞等產生大量活性氧自由基（ROS），進而導致氧化應激損傷細胞和組織。此外，糖尿病患者易發生血管病變，傷口周圍血液供應不足、血管再生受損，致使傷口處缺氧，細胞增殖以及細胞外基質合成和重塑受阻，最終導致創傷難以愈合。因此，設計合成一種多功能水凝膠敷料克服上述難題并高效治療糖尿病潰瘍具有重要的臨床意義。

  近日，西北工業大學化學與化工學院張秋禹教授團隊設計合成了兩端酚醛基修飾的聚醚F127（FCHO），利用FCHO自組裝成膠束的特點，我們將胰島素封裝在FCHO膠束中，然后與聚賴氨酸（EPL）修飾MnO₂（EM）納米片通過動態亞胺鍵交聯成FEMI水凝膠。該水凝膠表現出良好的注射性、粘附性和自修復性。EM納米片不但在水凝膠中均勻分布，因其獨特的二維納米結構，通過提供更多的活性交聯位點顯著提高了水凝膠的成膠速度和機械性能。由于水凝膠快速凝膠和強的組織親和力，使其與傷口周圍組織結合緊密，快速止血。同時，利用EM上裸露的去質子化的-NH₃⁺與細菌緊密接觸，破壞了細胞膜的完整性并改變細胞膜通透性，導致細菌滲透裂解。同時結合MnO₂納米片“納米刀片”效應，協同抑制耐藥菌感染。針對糖尿病傷口處獨特的弱酸性和高濃度H₂O₂的微環境，FEMI水凝膠催化其分解產生O₂，降低氧化應激、緩解乏氧狀況的同時，響應性釋放胰島素，并通過調控血糖含量，抑制了炎癥相關細胞活性，協同改善了傷口微環境，顯著加快了糖尿病傷口愈合速度。

圖1. FEMI水凝膠促進糖尿病MDR細菌感染皮膚損傷修復示意圖

圖2. FEMI水凝膠的制備、結構特征以及流變性能研究。

圖3. FEMI水凝膠催化H₂O₂分解產生O₂緩解氧化應激、pH和氧化還原雙響應釋放胰島素以及體外成纖維細胞增殖研究。

圖4. FEMI水凝膠體外抗菌性能以及肝臟穿孔止血。

圖5. FEMI水凝膠糖尿病小鼠體內抗耐藥菌感染和促進皮膚損傷修復

  最后，綜合論證了該FEMI水凝膠在耐藥菌（MRSA）感染糖尿病小鼠全層皮膚缺損模型中克服氧化應激和乏氧、調節血糖濃度、抑菌和促進皮膚修復等功能。該研究對糖尿病潰瘍的治療提供了新的思路。

  以上成果以“Nanoenzyme-Reinforced Injectable Hydrogel for Healing Diabetic Wounds Infected with Multidrug Resistant Bacteria”為題發表在Nano Letters上。論文第一作者為西北工業大學化學與化工學院博士生王慎強，通訊作者為張秋禹教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.0c01371