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新材料和新技术的发展,不仅推动了传统产业的转型升级,也为解决人类面临的能源、环境、健康等重大问题提供了新的可能。

糖尿病伤口治疗的新突破:MOFs纳米酶水凝胶的创新之路

发布时间:2025-02-24       来源:中新康明

糖尿病,这种在全球范围内普遍存在的慢性疾病,常常伴随着许多严重并发症。其中,糖尿病伤口愈合问题尤其令人困扰。伤口愈合缓慢甚至不愈合的原因在于糖尿病患者的免疫系统和微环境受损,导致氧化应激、炎症反应和细菌感染等问题交织在一起,形成恶性循环。近期,四川大学王娜副教授团队在《Small》期刊上发表的一项研究,为解决糖尿病伤口愈合难题提供了一个创新的思路——利用MOFs纳米酶水凝胶来加速伤口愈合,改善患者的治疗效果。         

MCGC水凝胶  

纳米酶与绿原酸:完美搭档

这种被称为MCGC的水凝胶,核心在于一种特别的“组合拳”:由双金属MOFs(Metal-Organic Frameworks)纳米酶和天然抗菌剂绿原酸(CGA)组成的强大联盟。简单来说,MOFs纳米酶就像是一个“氧化应激的清道夫”。当伤口部位积累了大量的过氧化氢(H2O2)时,MOFs纳米酶中的Mn-N4活性位点能够高效地将其分解为氧气和水,从而缓解炎症并增加组织的溶解氧含量,为伤口愈合创造一个更友好的环境。

而绿原酸则是一种天然的植物提取物,具有优秀的抗菌能力。它不仅能直接抑制细菌的生长,还能通过破坏细菌细胞膜的完整性,阻止生物膜的形成。结合这些特性,MCGC水凝胶对革兰氏阳性菌和阴性菌都显示出显著的抑制效果,对常见的致病菌如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别高达99.97%和99.91%。

水凝胶:更多功能,让伤口治疗更简单

MCGC水凝胶不仅有效,还非常“智能”。它具备可注射性、自粘附性和自愈合性这些特性,使其可以在不规则或深层伤口中灵活应用。例如,对于一些患者来说,伤口可能在足部或者其他不平整的部位,传统敷料可能贴合不够好,而这种水凝胶可以像“第二层皮肤”一样,紧密贴合伤口表面。同时,其自愈合特性也保证了即使在外力作用下受损,水凝胶仍然能够快速恢复,保持持续稳定的治疗效果。

此外,MCGC水凝胶对过氧化氢的清除效率同样令人印象深刻。在实验中,它在12小时内清除了87.9%的过氧化氢,24小时内更是达到了97.7%。这不仅缓解了氧化应激,还提供了额外的氧气供应,为细胞修复创造了有利条件。

在小鼠实验中的出色表现

为了验证这种水凝胶的效果,研究团队使用I型糖尿病小鼠进行了实验。结果显示,MCGC水凝胶处理组的小鼠伤口愈合速度远超对照组。第8天时,处理组的伤口愈合率已经达到了95%左右,这一表现极为出色。更重要的是,组织分析显示,使用水凝胶的伤口不仅愈合速度快,还恢复了健康的组织结构,包括新生毛囊和皮脂腺等。

此外,炎症因子的显著下降也是MCGC水凝胶的一大亮点。实验发现,IL-1β、IL-6和TNF-α等常见的炎症因子表达明显降低,这意味着水凝胶不仅在“表面”修复了伤口,还从源头上解决了炎症问题。

为临床治疗打开新大门

糖尿病伤口治疗的关键在于安全性和有效性。MCGC水凝胶不仅展示了出色的伤口愈合能力,还具有良好的生物相容性,这使它成为一种非常有潜力的临床解决方案。从可定制的个性化设计到多功能的治疗作用,这种水凝胶为未来的伤口护理打开了新的可能。

目前,研究还在进一步深入,目标是优化这种水凝胶的配方,并探索它在其他慢性伤口中的应用可能性。如果这一技术能够大规模应用,它或许将改变慢性伤口治疗的现状,给无数患者带来希望。

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