糖尿病潰瘍是糖尿病患者截肢和死亡的主要原因之一,給治療帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)。生物內(nèi)源性電場(chǎng)和生長(zhǎng)因子是促進(jìn)傷口愈合的兩大因素。其中,生物內(nèi)源性電場(chǎng)由細(xì)胞離子通道不對(duì)稱(chēng)分布介導(dǎo)Na+和Cl-的定向運(yùn)輸而形成,可以精準(zhǔn)引導(dǎo)上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的遷移;與此同時(shí),生長(zhǎng)因子經(jīng)血管運(yùn)輸?shù)絺诓课淮碳?nèi)皮細(xì)胞形成新血管。然而在難愈性糖尿病潰瘍微環(huán)境中,嚴(yán)重的電解質(zhì)丟失會(huì)導(dǎo)致傷口內(nèi)源性電場(chǎng)缺失,紊亂的糖代謝和氧化應(yīng)激損傷會(huì)引起血管內(nèi)皮功能障礙,進(jìn)而導(dǎo)致生長(zhǎng)因子分泌不足。
電刺激是促進(jìn)傷口愈合的有效手段,先后發(fā)展了:電刺激基于外部電源結(jié)合金屬電極;基于自供電層結(jié)合導(dǎo)電材料;利用小型電源與柔性電子敷料集成等傳統(tǒng)手段與現(xiàn)代策略。這些方案雖被用于臨床治療或重塑傷口電場(chǎng)的創(chuàng)新研究,然而多數(shù)體系緩慢或不可降解,輸出電場(chǎng)方向各異,難以準(zhǔn)確模擬傷口內(nèi)源性電場(chǎng)且生物相容性難以實(shí)現(xiàn)臨床需求。另一方面,局部使用重組生長(zhǎng)因子,如VEGF,仍是目前促進(jìn)傷口血管生成的主要策略,但生長(zhǎng)因子蛋白不僅成本高、穩(wěn)定性相對(duì)較低、存在潛在生物風(fēng)險(xiǎn),且難以逆轉(zhuǎn)代謝紊亂下的內(nèi)皮損傷與功能障礙。
無(wú)線(xiàn)熱電水凝膠的設(shè)計(jì)基于光交聯(lián)甲基丙烯;该髻|(zhì)酸和聚醚F127二丙烯酸酯作為形狀適應(yīng)性生物可降解基質(zhì)。通過(guò)水凝膠內(nèi)部羧基的靜電吸附作用構(gòu)建顯著的“陽(yáng)離子陷阱”效應(yīng),然后將提供遷移離子的氯化鈉電解質(zhì)和提供光熱反應(yīng)的吲哚青綠進(jìn)一步引入到水凝膠中,即可利用溫差原位產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)定向電場(chǎng)。
圖1. 無(wú)線(xiàn)熱電水凝膠的制備表征及其利用“陽(yáng)離子陷阱效應(yīng)”產(chǎn)生智能定向電場(chǎng)。
圖2. 血管靶向人參外泌體的制備表征與無(wú)線(xiàn)智能熱電水凝膠藥物敷料的構(gòu)建及評(píng)價(jià)
圖4. 無(wú)線(xiàn)熱電智能水凝膠藥物敷料促糖尿病潰瘍血管與肉芽組織新生
圖5. 無(wú)線(xiàn)熱電智能水凝膠藥物敷料促進(jìn)糖尿病潰瘍愈合的分子機(jī)制
論文信息:
Wireless Thermoelectric Hydrogel Recreates Biomimetic Electric Field and Angiogenic Signal Accelerating Diabetic Ulcer Repair.Advanced Functional Materials, 2025, 2425610.
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202425610
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