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重慶活性氧消除粉水凝膠加速創面愈合
2021-09-30
重慶活性氧消除粉水凝膠加速創面愈合
細菌感染一直是皮膚傷口的一大威脅，尤其是嚴重影響了糖尿病患者的創面愈合。眾所周知，傷口或細菌感染產生的活性氧（ROS）會進一步阻礙傷口愈合。針對這一問題，蘇州大學劉莊教授團隊在Biomaterials上發表了題為“ROS-scavenging hydrogel to promote healing of bacteria infected diabetic wounds”的研究性論文，利用響應型交聯劑交聯的聚乙烯醇，研制了一種清除活性氧的水凝膠。制備的水凝膠可作為ROS清除劑，通過降低ROS水平和上調創面周圍M2表型巨噬細胞，促進創面愈合。而在傷口中形成的水凝膠可以釋放治療藥物，用以響應存在于傷口微環境中的內源性ROS。
重慶污水處理創面愈合受損，尤其是糖尿病創面的愈合，是臨床高血糖患者常見的困境。作者通過混合聚乙烯醇（PVA）和3-聯胺（TPA），由苯基硼酸和醇的羥基反應交聯快速地形成ROS響應型水凝膠。在磷酸鹽緩沖鹽（PBS）中加入不同濃度的雙氧水（H2O2），對ROS響應水凝膠的降解能力進行評價。
由于ROS在傷口愈合中發揮非常重要的作用，基于體外水凝膠對H2O2的高效清除，作者研究了該水凝膠在體內對ROS的清除以及傷口愈合的作用。結果均表明，ROS響應型水凝膠對ROS的清除具有促進創面愈合的作用。
接下來作者詳細研究了水凝膠處理后傷口微環境的體內變化。M2表型巨噬細胞和調節性T細胞（Treg）可促進血管生成和膠原蛋白生成，在創面愈合等組織再生中發揮重要作用。因此，經過一系列治療后測量了創面周圍的免疫細胞變化。結果顯示，在水凝膠處理的傷口中M2表型巨噬細胞顯著增加（圖3B和3C）。同時通過超聲和光聲成像系統檢測創面損傷處的血氧合水平。以上結果表明，制備的水凝膠可通過減少各種炎性細胞因子的分泌，增加創面周圍M2表型巨噬細胞的數量、提高CD31的表達和整合素（integrin）3的水平，有效促進創面愈合和功能血管的形成。
之后進行體內創傷模型的研究。在此作者發現，聯合治療可顯著促進感染后傷口的體內愈合。并在此基礎上，研究了不同治療方法在感染后第3天創面微環境的變化。結果均表明，與MP和GM-CSF共負載的活性氧清除水凝膠對治療感染創面有很好的效果。
此外，重慶污水處理作者還針對金黃色葡萄球菌（S.a.u）感染的糖尿病小鼠的創面愈合情況進行研究�；诮】敌∈髣撁嬗系慕Y果進行藥物治療，得出結果表明，MP+G@水凝膠治療可以顯著加速糖尿病小鼠感染傷口的愈合。然后，評估了不同治療方法誘導的糖尿病小鼠創面微環境的變化。得出的結果有力地證明了MP+G@水凝膠能更有效地促進S.a.u感染的糖尿病小鼠創面的愈合。
在本研究中，作者設計了一種ROS響應型水凝膠，能夠有效清除創面處ROS，并將其應用于治療糖尿病創面細菌感染。這種ROS清除水凝膠本身可以降低炎癥反應，減少促炎性細胞因子的分泌，增加M2表型巨噬細胞數量，觸發創面周圍新血管和膠原的生成，促進健康小鼠以及糖尿病小鼠創面的愈合。同時，裝載的抗生素mupirocin和細胞因子GM-CSF在水凝膠中可以有效釋放，降低創傷內源性ROS，從而消除S.a.u感染和加速創面的愈合。因此，作者提供了一種可裝載不同治療成分的ROS響應型水凝膠，可在多種復雜情況下有效地進行傷口修復，在治療糖尿病感染等難以愈合的傷口中具有非常廣泛的應用前景。。
細菌感染一直是皮膚傷口的一大威脅，尤其是嚴重影響了糖尿病患者的創面愈合。眾所周知，傷口或細菌感染產生的活性氧（ROS）會進一步阻礙傷口愈合。針對這一問題，蘇州大學劉莊教授團隊在Biomaterials上發表了題為“ROS-scavenging hydrogel to promote healing of bacteria infected diabetic wounds”的研究性論文，利用響應型交聯劑交聯的聚乙烯醇，研制了一種清除活性氧的水凝膠。制備的水凝膠可作為ROS清除劑，通過降低ROS水平和上調創面周圍M2表型巨噬細胞，促進創面愈合。而在傷口中形成的水凝膠可以釋放治療藥物，用以響應存在于傷口微環境中的內源性ROS。
重慶污水處理創面愈合受損，尤其是糖尿病創面的愈合，是臨床高血糖患者常見的困境。作者通過混合聚乙烯醇（PVA）和3-聯胺（TPA），由苯基硼酸和醇的羥基反應交聯快速地形成ROS響應型水凝膠。在磷酸鹽緩沖鹽（PBS）中加入不同濃度的雙氧水（H2O2），對ROS響應水凝膠的降解能力進行評價。
由于ROS在傷口愈合中發揮非常重要的作用，基于體外水凝膠對H2O2的高效清除，作者研究了該水凝膠在體內對ROS的清除以及傷口愈合的作用。結果均表明，ROS響應型水凝膠對ROS的清除具有促進創面愈合的作用。
接下來作者詳細研究了水凝膠處理后傷口微環境的體內變化。M2表型巨噬細胞和調節性T細胞（Treg）可促進血管生成和膠原蛋白生成，在創面愈合等組織再生中發揮重要作用。因此，經過一系列治療后測量了創面周圍的免疫細胞變化。結果顯示，在水凝膠處理的傷口中M2表型巨噬細胞顯著增加（圖3B和3C）。同時通過超聲和光聲成像系統檢測創面損傷處的血氧合水平。以上結果表明，制備的水凝膠可通過減少各種炎性細胞因子的分泌，增加創面周圍M2表型巨噬細胞的數量、提高CD31的表達和整合素（integrin）3的水平，有效促進創面愈合和功能血管的形成。
之后進行體內創傷模型的研究。在此作者發現，聯合治療可顯著促進感染后傷口的體內愈合。并在此基礎上，研究了不同治療方法在感染后第3天創面微環境的變化。結果均表明，與MP和GM-CSF共負載的活性氧清除水凝膠對治療感染創面有很好的效果。
此外，重慶污水處理作者還針對金黃色葡萄球菌（S.a.u）感染的糖尿病小鼠的創面愈合情況進行研究�；诮】敌∈髣撁嬗系慕Y果進行藥物治療，得出結果表明，MP+G@水凝膠治療可以顯著加速糖尿病小鼠感染傷口的愈合。然后，評估了不同治療方法誘導的糖尿病小鼠創面微環境的變化。得出的結果有力地證明了MP+G@水凝膠能更有效地促進S.a.u感染的糖尿病小鼠創面的愈合。
在本研究中，作者設計了一種ROS響應型水凝膠，能夠有效清除創面處ROS，并將其應用于治療糖尿病創面細菌感染。這種ROS清除水凝膠本身可以降低炎癥反應，減少促炎性細胞因子的分泌，增加M2表型巨噬細胞數量，觸發創面周圍新血管和膠原的生成，促進健康小鼠以及糖尿病小鼠創面的愈合。同時，裝載的抗生素mupirocin和細胞因子GM-CSF在水凝膠中可以有效釋放，降低創傷內源性ROS，從而消除S.a.u感染和加速創面的愈合。因此，作者提供了一種可裝載不同治療成分的ROS響應型水凝膠，可在多種復雜情況下有效地進行傷口修復，在治療糖尿病感染等難以愈合的傷口中具有非常廣泛的應用前景。。
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