近日,ACS应用材料与界面(ACS Applied Materials & Interfaces)在线发表我组关于消耗血糖的水凝胶敷料作为可激活光热/化学动力学抗菌剂用于治疗糖尿病伤口的研究工作。论文题为Blood-Glucose-Depleting Hydrogel Dressing as an Activatable Photothermal/Chemodynamic Antibacterial Agent for Healing Diabetic Wounds。武汉纺织大学为第一署名单位,我组朱伟老师和硕士研究生刘亚琴为论文共同第一作者,沈爱国教授为论文通讯作者。
愈合不良和未愈合的糖尿病伤口很难治疗,因为局部葡萄糖含量高导致细菌快速生长,可导致持续性炎症和血管生成不良。在此,本文设计并展示了一种由 3,3',5,5'-四甲基联苯胺/亚铁离子/Pluronic F-127/葡萄糖氧化酶 (TMB/Fe 2+ /PF127/GOx) 组成的智能水凝胶敷料,可消耗血糖,同时通过原位产生抗菌剂加速伤口愈合。负载的 GOx 降解血糖以提供过氧化氢 (H 2 O 2 ) 和葡萄糖酸以支持 Fe 2+-基于芬顿反应,产生的羟基自由基(·OH)促进了TMB的氧化。在 1 到 10 mM 的血糖范围内,可以目视监测由 TMB 氧化引起的颜色从无色到绿色的变化。同时,该过程通过特异性产生羟基自由基 (·OH) 来杀灭细菌,从而诱导化学动力学疗法 (CDT)。此外,氧化的 TMB 在近红外 (NIR) 区域表现出强烈的吸收,因此 NIR 光可以有效地转化为热能,用于光热疗法 (PTT)。结果,几乎 100% 的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌被协同 PTT/CDT 杀死,受感染的皮肤伤口随着白介素 6 (IL-6) 的下调和血管内皮生长因子 (VEGF) 和基质金属肽酶 2 (MMP-2) 的上调而得到完全修复。与可引起二次损伤的传统伤口敷料不同,溶胶/凝胶相变产生的优异热敏特性使水凝胶敷料材料可注射、可自我修复和按需去除。具有降糖、化学动力学、光热、抗菌和按需热敏特性的多功能水凝胶在治疗糖尿病伤口方面具有巨大潜力。
该研究得到国家自然科学基金的支持。
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