糖尿病（DM）是一种普遍存在的慢性疾病，其特征在于持续的高血糖水平。在糖尿病患者中，预计约19–34％会发展为糖尿病慢性伤口，这是常见，复杂且代价高昂的并发症。尽管尚不能很好地理解糖尿病性皮肤伤口愈合不良的确切机制，但是由氧化应激，血管生成受损，促炎细胞因子表达增加和细菌感染引起的伤口微环境中的慢性炎症是公认的主要病因长期持续伤口的原因。现有的伤口敷料，由于缺乏能够将匹配的机械强度，快速的自愈性，便捷的敷料更换以及多种治疗效果整合到一个系统中，目前对慢性糖尿病伤口的治疗仍然不能令人满意。为应对这一挑战，近日，西安交通大学李昂、成一龙和中科院长春应化所陈学思院士团队得益于儿茶酚基团和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG，绿茶衍生物）的治疗作用，通过将EGCG和3-丙烯酰胺基苯硼酸（APBA）和丙烯酰胺形成的复合物共聚，方便地获得智能水凝胶敷料。所得的水凝胶具有优异的机械性能，自我修复能力和组织粘附性。否则，大量释放的EGCG不仅可以实现抗氧化，抗菌，消炎和促血管生成作用，并调节巨噬细胞极化，以加速伤口愈合，也便于换药。这种先进的水凝胶为糖尿病慢性伤口的处理提供了一种简便而有效的方法，并且可以扩展用于治疗其他复杂的伤口愈合。相关工作以“GreenTeaDerivativeDrivenSmartHydrogelswithDesiredFunctionsforChronicDiabeticWoundTreatment”为题发表在《AdvancedFunctionalMaterials》上。利用EGCG和APBA之间的预组装复合物（E-A复合物）作为动态交联剂与丙烯酰胺（AM）共聚，形成EACPA水凝胶。由于硼酸酯键的动态特性，水凝胶具有适度的组织粘附能力，易于使用，并且可以很容易地从皮肤组织上剥离而没有任何残留物；两种水凝胶在接触仅3分钟后即可自我修复，可承受3倍的伸长;这些出色的性能可以确保伤口部位的有效密封，并防止在正常的身体动作和局部压力下失去保护。此外，EGCG可以以可控的方式原位释放，从而发挥抗微生物，抗氧化，促血管生成和抗炎作用，并在临床所需的时间范围内加快愈合过程。重要的是，随着EGCG的释放，水凝胶网络逐渐解离，可以通过用伤口清洁剂擦拭或淋洗伤口部位来换药，从而完全去除水凝胶网络，从而可以防止新形成的组织受损并改善护理质量。用于糖尿病慢性伤口愈合的水凝胶伤口敷料E-A复合物和AM的混合物在室温下呈溶胶状态，加入APS和TEMED后，经历了溶胶-凝胶转变。降解行为是伤口愈合过程中敷料更换的关键性能参数，因为敷料的频繁更换和硬去除可能会增加成本并导致伤口继发伤害。体外降解研究表明，三种EACPA水凝胶的质量最初都是由于在pH7.4（柠檬酸–Na2HPO4缓冲溶液）下的溶胀行为而增加的，这有利于吸收过多的组织渗出液。由于硼酸酯键是可逆的，因此随着孵育时间的延长，水凝胶的质量逐渐降低。由于交联密度的提高，较高的E‐A复合物浓度导致降解速度较慢。使用动态交联剂形成的水凝胶通常表现出有希望的机械性能，例如良好的可回收性和优异的柔韧性。系统中E‐A复合物的增加导致拉伸应力和断裂伸长率提高。具有最高E‐A复合物含量的水凝胶具有最高的拉伸强度（29.0±6.6kPa）和最高的断裂伸长率（.6±43.4％）。EACPA水凝胶的形态，降解曲线和力学特性基于硼酸酯键的材料在野外条件下会不断发生反应物（硼酸衍生物和儿茶酚）与产物（硼酸酯）之间的动态交换，因此EACPA水凝胶具有出色的自愈性能。具有所需组织粘合强度的敷料可轻松覆盖伤口部位，并为组织再生提供有益的愈合微环境。EACPA水凝胶贴剂可以粘附在不同的基材上，例如作者的手指，玻璃，塑料和橡胶。通过搭接剪切试验评估了水凝胶对猪皮肤，猪肌肉和载玻片的粘合强度。具有5、7和9mME‐A复合物的EACPA水凝胶的皮肤组织粘合强度分别为3.77、5.67和7.06kPa，对玻璃的粘合强度分别为11.21、16.41和20.43kPa。EACPA水凝胶的自修复和组织粘附特性通过MTT和活死细胞染色证明了EACPA水凝胶具有良好的生物相容性。此外，以TritonX-作为阳性对照，用小鼠红细胞证明了EACPA水凝胶的具有良好的血液相容性。伤口部位产生过量的ROS是慢性伤口愈合的主要原因。对于糖尿病伤口，持续的高血糖症和感染可导致过多的ROS积聚，并且激活的免疫系统还可产生大量的ROS，所有这些都会导致伤口环境中的氧化应激显着增加。该体系中，形成E‐A络合物后，仍有游离的酚基团清除ROS。此外，硼酸酯键的动态排列和EGCG的释放也可以有利于出色的抗氧化性能。细菌感染常在伤口愈合过程中出现，尤其是对于慢性伤口，这可能会延迟伤口修复。因此，具有抗菌能力的伤口敷料在临床应用中具有很大的价值。使用两种大肠杆菌（E.coli）（革兰氏阴性细菌）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）（革兰氏阳性细菌）研究了不同浓度EGCG的EACPA水凝胶的抗菌性能。巨噬细胞在组织重塑过程中起着重要作用，并且可以极化为促炎和抗炎表型。与促进炎症反应的M1巨噬细胞相反，M2巨噬细胞主要负责免疫调节和组织重塑。具有促进巨噬细胞从M1到M2相转变的能力的伤口敷料有利于慢性伤口愈合。在EACPA水凝胶组中，巨噬细胞的M2表型标志物（CD，CD和Arg1）的表达相对上调。因此，结果表明，EACPA水凝胶通过促进从M1型向M2型的转化来调节巨噬细胞的募集，并可能通过抗炎作用增强伤口的愈合。细胞相容性，抗氧化效率，细菌生长抑制作用以及EACPA水凝胶将巨噬细胞表型从M1转变为M2研究人员评估了全厚度糖尿病伤口模型上EACPA水凝胶（9mmE‐A复合物）的治疗效果。在预定的时间间隔内，发现EACPA水凝胶的愈合效率远高于未治疗组。根据伤口照片测量了实验时间范围内的定量伤口面积。与对照组和Tegaderm敷料相比，EACPA水凝胶在3天后将伤口面积减少到85.4％。在第7天，未经治疗的对照组的伤口面积仍然高达91.3％，但是使用EACPA水凝胶敷料可达到创面收缩的53.3％，也比Tegaderm敷料组要小（71.0％）。在治疗后7天，可以通过用盐溶液和棉签清洁伤口部位来轻松去除EACPA水凝胶敷料，这归因于EGCG的逐渐释放和组织粘附性的下降。该优点可以避免伤口部位的继发性伤害，并且极大地促进了换药。对第18天收集的再生皮肤组织进行了H＆E和Masson三色染色的研究。在治疗18天后，EACPA水凝胶组可以清楚地观察到毛囊，皮脂腺，汗腺导管和鳞状上皮，并表现出最密集的胶原沉积，表明功能性水凝胶通过促进胶原沉积促进了伤口的恢复。血管可以为与愈合相关的细胞提供营养，并维持新形成的肉芽组织的生长，因此血管生成过程对于慢性伤口修复也至关重要。在这项工作中，伤口区域形成的新血管被带有红色荧光的CD31染色。水凝胶敷料组中CD31的相对覆盖面积分别比未治疗和商业敷料组高6.63倍和4.66倍。这些用于体内评估的宏观和微观观察结果表明，EACPA水凝胶敷料的应用对糖尿病伤口愈合的各个阶段均具有有利的影响，从而促进了愈合过程。EACPA水凝胶对糖尿病慢性伤口的治疗效果众所周知，炎症微环境在伤口愈合和组织再生过程中至关重要。慢性伤口的炎症阶段严重延长，甚至无法过渡到增殖阶段。由于这些细胞因子和生长因子高度参与伤口愈合过程的不同阶段，为进一步探索EACPA水凝胶敷料减轻炎症反应和促进组织愈合的机制，因此在进行不同处理三天后收集了伤口周围的组织和伤口组织中趋化因子的含量首先通过ELISA测定。与对照组相比，施用EACPA水凝胶后促炎性趋化因子（IL-1β和IL-6）的含量显着降低，表明在炎症早期，从炎症性M1到修复性M2表型的巨噬细胞转化作用得到了有效促进。此外，与未治疗组相比，实验组抗炎细胞因子（IL-4和IL-10）的含量也有所增加。还对皮肤组织样品的IL-1β进行了免疫荧光染色和F4/80和CD的免疫荧光染色。与其他组相比，EACPA水凝胶组显示VEGF，TGF-β1，IL-4和IL-10的表达增加，IL-1β和IL-6的表达减少并促进了M1至在治疗的早期，巨噬细胞的M2相变，有利于进一步闭合伤口。EACPA水凝胶调节炎症微环境，以促进慢性糖尿病伤口的愈合总结研究人员开发了一种简便且协同的敷料策略，以促进糖尿病性慢性伤口中有希望的伤口愈合和皮肤组织再生。通过AM与APBA和EGCG形成的配合物的一锅自由基共聚，可方便地获得水凝胶敷料（EACPA水凝胶）。由于E-A复合物的动态性质，所得水凝胶显示出良好的机械强度，适度的组织粘附性和有希望的自我修复能力，这可以极大地促进其应用并防止局部应力破坏。功能性水凝胶同时发挥多功能生物活性，包括抗氧化，抗菌，抗炎和促血管生成作用以及巨噬细胞极化的调节，EGCG的释放可以使换药变得容易，因为组织粘合强度下降，避免了继发性损伤，所有这些都促进了慢性糖尿病创面的优异伤口愈合效率。我们相信，EACPA水凝胶的简便合成过程，足够的机械强度，良好的生物相容性，方便的敷料更换过程以及多功能的生物活性可能为有效的糖尿病慢性伤口管理提供有希望且实用的联合治疗方法，并可能为临床医学带来新的希望。来源：高分子科学前沿声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！投稿模板：单篇报道：上海交通大学周涵、范同祥《PNAS》：薄膜一贴，从此降温不用电！系统报道：加拿大最年轻的两院院士陈忠伟团队能源领域成果集锦历史进展：经典回顾
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