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聚原儿茶醛包覆镓掺杂生物活性玻璃纳米颗粒增强的巯烯光点击水凝胶用于感染性伤口无瘢痕愈合
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月09日 来源:Biomaterials 12.8
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针对感染性伤口愈合中存在的过度炎症、活性氧(ROS)积累及耐药菌感染等复杂病理微环境问题,研究人员开发了一种基于聚原儿茶醛包覆镓掺杂生物活性玻璃纳米颗粒(PPA@GaBG)的纳米复合水凝胶(PGBGH)。该水凝胶通过巯烯光点击化学(Thiol-ene photoclick)快速交联,兼具免疫调节、抗氧化和抗菌功能,显著促进血管生成和胶原III/I沉积比优化,实现了MRSA感染伤口的快速无瘢痕愈合,为多功能伤口敷料设计提供了新策略。
皮肤作为人体最大的器官,其损伤后的愈合过程常因复杂的病理微环境而受阻——过度炎症反应、活性氧(ROS)爆发和耐药菌感染相互交织,不仅延缓愈合进程,还易导致瘢痕形成。传统天然水凝胶虽具有类似细胞外基质(ECM)的结构优势,却缺乏调控这一复杂微环境的能力。面对这一临床难题,嘉兴大学附属第一医院等机构的研究团队受皮肤主要成分胶原和粘多糖的启发,创新性地将植物多酚的生物学特性与生物活性玻璃的抗菌功能相结合,开发出具有多重功能的纳米复合水凝胶系统。相关成果发表在《Biomaterials》上,为感染性伤口无瘢痕愈合提供了新解决方案。
研究团队主要采用碱引发氧化聚合法制备PPA@GaBG纳米颗粒,通过巯烯光点击化学实现Gel-AGE与HA-CSA的快速交联构建水凝胶基质。利用全层皮肤缺损MRSA感染大鼠模型评估疗效,结合Schiff碱反应增强机制、离子缓释测试及巨噬细胞极化分析等实验验证功能。
Preparation and characterization of PPA@GaBG nanoparticles
通过原儿茶醛(PA)的氧化聚合在GaBG表面形成PPA包覆层,颜色变化和FTIR证实了PPA的成功合成。该核壳结构不仅保留了Ga3+
的抗菌性,还通过醛基交联提升了纳米颗粒分散性。
Conclusion
PPA@GaBG/Gel-AGE/HA-CSA(PGBGH)水凝胶通过三重作用机制实现协同治疗:1)PPA的抗氧化和M2型巨噬细胞极化作用缓解炎症;2)Ga3+
的缓释抗菌避免细胞毒性;3)Schiff碱交联增强的力学性能匹配皮肤组织。动物实验显示该水凝胶使胶原III/I沉积比提高2.3倍,显著减少瘢痕形成。
Experimental section
研究采用标准化的体外抗菌实验(针对MRSA)和体内伤口闭合率测定,通过免疫荧光染色量化CD206+
M2型巨噬细胞浸润,并利用qPCR检测TNF-α等炎症因子表达变化。
这项研究的突破性在于:首次将植物多酚聚合体(PPA)作为Ga3+
的控释载体和生物活性增强剂,通过"一核双壳"的纳米设计同步解决抗菌与生物相容性的矛盾。其提出的"免疫微环境调控-抗菌-力学适配"协同策略,为复杂伤口愈合提供了可推广的研究范式。基金资助信息显示,该工作获得国家自然科学基金(32271373等)和嘉兴市科技计划项目的联合支持。
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