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南方醫科大學郭金山教授Small: 按需拆卸pH響應釋放銪離子的醫用膠黏劑通過貫序性炎癥微環境調節和促血管生成促進糖尿病創面修復

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一步增加，2045年將達到7.83億。約25%的糖尿病患者終生面臨著糖尿病足潰瘍(DFU)風險，給患者帶來巨大痛苦，常導致截肢，致死致殘率高。多數糖尿病潰瘍傷口治療手段往往只關注慢性傷口愈合的一個或幾個關鍵因素（如炎癥微環境、缺氧等），缺乏一種技能在宏觀層面保護傷口、促進傷口閉合、方便敷料更換，又能連續調控傷口愈合各階段及其涉及的級聯生物過程的綜合治療策略。

近日，南方醫科大學郭金山教授團隊在《Small》期刊上發表了題為“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合力，通過金屬-多酚配位復合物與檸檬酸基貽貝仿生膠黏劑預聚物的簡單物理混合，開發了專門針對糖尿病創面的單寧-銪配位復合物交聯檸檬酸基貽貝仿生膠黏劑(TE-CMBA)。一方面，TE-CMBA能促進宏觀創面閉合并可無損傷更換敷料，保護創面免受外部威脅；另一方面，TE-CMBA能將復雜的慢性創面愈合過程中涉及的不同的創面愈合階段和級聯生物過程貫穿起來：充分利用糖尿病慢性創面的微酸性環境促進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，貫序性調控炎癥微環境和血管生成，從而促進糖尿病慢性創面的愈合。

圖1. TE-CMBA促進糖尿病慢性創面愈合示意圖。

圖2. TE-CMBA醫用膠黏劑的形狀自適應性、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性、高彈性(斷裂伸長率高達1400%)、一定的濕態組織黏附力(達40 kPa)、較好的光熱抗菌活性、優異的抗氧化性和促血管生成特性。可逆的氫鍵交聯和敏感的金屬-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，可方便地進行無痛敷料更換，并可利用糖尿病慢性創面的微酸性（pH < 6.5）環境促進Eu³⁺和TA的釋放，貫序性地調節炎癥微環境、促進血管生成和細胞外間基質(ECM)沉積，從而促進糖尿病慢性創面愈合。這種多功能黏附敷料為糖尿病創面處理提供了一個全面的再生醫學策略，并能方便地推廣到其他復雜的組織愈合應用場景中。

圖3. 在糖尿病創面動物模型上系統驗證TE-CMBA的治療效果。

文章第一作者是南方醫科大學碩士生扶美梅，南方醫科大學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基金和廣東省基礎與應用基礎研究基金委的支持。

郭金山教授團隊近年來致力于醫用膠黏劑的應用基礎研究和轉化應用，與著名生物材料專家——美國賓州州立大學的楊健教授一起，先后以檸檬酸基聚合物為骨架開發了一系列貽貝仿生醫用膠黏劑(injectable citrate-based mussel-inspired bioadhesives, iCMBAs)，包括抗細菌和真菌的iCMBA (Biomaterials, 2016, 85, 204.)、點擊化學增強的iCMBA (Biomaterials 2017, 112, 275)、氧化鎂交聯的iCMBA (Biomaterials 2020, 232, 119719)、預防疤痕生成的醫用膠(Bioactive Materials 2023, 20, 93)和慢性傷口愈合醫用膠(Small 2022, doi: 10.1002/smll.202205489)。團隊還充分利用檸檬酸基聚合物的優異促成骨分化和礦化能力，將iCMBA與羥基磷灰石結合，開發了骨膠黏劑，用于粉碎性骨折黏合修復(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用高分子和生物材料的開發及其在軟、硬組織再生修復中的應用，包括生物醫用膠黏劑及生物活性骨科材料。更多信息請訪問課題組網站：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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（責任編輯：xu）

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