具有抗菌和血管生成特性的可注射自我修复配位水凝胶

2021/02/18

糖尿病可导致肌腱、骨骼和关节的慢性溃疡无法愈合，迄今为止，这种情况已导致2000多万患者遭受一条腿截肢。据信，到2030年，每年需要截肢的病人数量将翻一番。令人恐惧的慢性糖尿病溃疡并发症的主要原因是血管形成受损，尤其是微血管形成，微血管的形成对氧气、营养素和生长因子的输送至关重要，所有这些正是伤口愈合所需的物质，尤其是在伤口愈合的早期阶段。没有足够的血管生成（毛细血管网络的形成），高水平的葡萄糖在伤口处积聚，导致缺血和组织坏死。因此，在伤口愈合的早期重建血管网对于预防糖尿病患者伤口扩张和溃疡的形成至关重要。

在这篇文章中报告了一种可注射的，自愈合水凝胶，具有抗菌和血管生成特性，用于糖尿病伤口再生。利用多臂巯基聚乙二醇（SH-PEG）与硝酸银（AgNO3）协同交联制备水凝胶（称为Ag-SH-PEG）（方案1a）。由于银-硫配位键的动态和可逆性质，合成的配位水凝胶具有反复破裂后的自愈特性和通过医用针头应用时的可注射特性。这种自愈和可注射的特性有利于皮肤伤口的修复，因为它们有助于减少凝胶碎片，并在靶部位整合破裂的凝胶，这样即使在外部机械破坏之后，也能持续的支持皮肤伤口的愈合。此外，水凝胶网络逐渐释放抗菌银离子，这对于开放性糖尿病皮肤伤口是非常有利的。由于血管生成药物去铁氧胺（DFO）与配位水凝胶的结合，他们最终获得了一种易于管理、抗外力、抗菌和血管生成的多功能水凝胶（方案1b）。例如，足部溃疡导致的不规则伤口；在这种情况下，血管通常难以生长（方案1c），这可以在其提议的配方中克服。此外，目前还没有自愈水凝胶被报道包含促进血管生成同时防止细菌感染的内在结构特性。他们预计这种独特的多功能水凝胶将表现出有效的抗感染能力，增强血管生成活性，并随后加速糖尿病皮肤伤口部位的组织愈合（方案1d）。

方案一

总之，本文描述了一种具有可注射性、自愈性、抗菌性和血管生成特性的多功能水凝胶支架，可用于糖尿病创面再生。多臂巯基聚乙二醇（PEG）与Ag+配位交联，并负载血管生成药物DFO，制备了多功能水凝胶。体外实验证实了动态协同水凝胶的多功能性，包括良好的操作灵活性、抗机械刺激性、抗菌性和血管生成能力。体内研究进一步证明，这种水凝胶可以有效地修复糖尿病皮肤伤口，细菌感染率低，血管生成活性增强。我们预计，这种动态多功能水凝胶不仅在糖尿病皮肤创面的再生方面，而且在生理功能紊乱、细菌感染风险高的暴露创面，以及暴露于外部机械刺激时，将显示出巨大的应用前景。

原文标题：
An injectable self-healing coordinative hydrogel with antibacterial and angiogenic properties for diabetic skin wound repair
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41427-018-0103-9
原文作者：
Hao Chen, Ruoyu Cheng等

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