糖尿病在全球范围内呈现出高发态势，患病率可达8.5%以上，仅2016年糖尿病就直接造成全球160万人死亡。糖尿病导致的皮肤破溃和伤口感染预后较差，截肢率和死亡率较高，严重影响患者的生活质量。由于糖尿病慢性伤口局部呈现氧化应激、炎症反应和慢性感染并存的状态，传统的清创、包扎等治疗手段因缺乏相应的生物学功效，无法针对组织局部的病理反应提出针对性策略，因此治疗效果欠佳。此外，传统的伤口敷料与皮肤组织力学性质相差较大，常常会妨碍肢体运动或容易脱落，影响治疗效果。因此，发展与皮肤组织力学性能相似且具备抗氧化应激、抗炎、抗感染性能的新型伤口敷料材料具有重要的临床意义。

  近期，西安交通大学化学学院成一龙研究员课题组将基于咪唑烷基脲的氢键交联水凝胶和生物活性分子-单宁酸（TA）相结合，开发了一种新型仿生皮肤水凝胶伤口敷料（TAP 水凝胶）。在前期的工作中，研究团队将包含多个氢键给体和受体的咪唑烷基脲分子引入聚合物的设计，构建了一系列氢键交联的PMI水凝胶（J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 3058-063；ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 34161-34169），在预防术后组织粘连方面取得了理想的效果。进一步，研究团队将天然多酚化合物单宁酸通过不同的非共价相互作用负载于PMI水凝胶中，构建了一种具备与人皮肤组织相近力学特征的水凝胶“创可贴”，其可以在伤口局部实现抗菌、抗炎、抗氧化等多重功效，进而促进糖尿病慢性伤口的愈合。

水凝胶材料的生物应用示意图

  TAP水凝胶不仅展现出了优异的力学性能，而且在湿润环境下仍然保持着出色的粘接特性，这使得其作为伤口敷料的实用性和适用性大大提高，既方便了临床操作，同时还可有效避免由外力或人体局部运动引起敷料破坏而导致的二次感染。针对糖尿病伤口易发生感染、局部组织炎症反应增强以及氧化应激平衡失调等问题，该水凝胶敷料可同时发挥抗菌、抗炎、抗氧化的多重生物功效，相较于商品化敷料膜，能够显著促进糖尿病小鼠的伤口闭合，同时在RNA水平抑制促炎相关因子TNF-α, Nos2, PGE-2, Cxcl15, MPO的表达，在蛋白水平促进抗炎因子IL-4, IL-10，TGF-β和血管内皮生长因子的表达，组织学评价中也显示出了理想的治疗效果。值得一提的是，TAP水凝胶还可以在皮肤创伤早期有效促进伤口区域止血，并在已经发生感染的糖尿病慢性伤口中同样起到了良好的治疗作用。

  该研究成果以“Bioactive skin-mimicking hydrogel band-aids for diabetic wound healing and infectious skin incision treatment”为题发表在国际生物材料领域权威期刊Bioactive Materials上。西安交通大学口腔医院博士生杨宇轩、赵晓丹为本论文的共同第一作者，西安交通大学化学学院成一龙研究员为通讯作者。

  该研究是成一龙研究员课题组继动态苯硼酸酯交联水凝胶糖尿病皮肤伤口敷料工作之后（Adv. Funct. Mater. 2021, 2009442）的又一重要成果。该研究工作得到国家自然科学基金、陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室、西安交通大学“青年拔尖人才支持计划”等项目的支持。论文的表征及测试得到西安交通大学分析测试共享中心的大力支持。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X21001730