近日，口腔醫(yī)學領域知名專家、云嶺學者、昆明醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院暨附屬口腔醫(yī)院郭維華教授及其團隊，以“A multifunctional injectable hydrogel for boosted diabetic wound healing assisted by Quercetin-ZIF system”為題，在國際知名期刊Chemical Engineering Journal 發(fā)文，闡述發(fā)現(xiàn)槲皮素-沸質咪唑酸框架的可注射水凝膠系統(tǒng)可輔助促進糖尿病傷口愈合。郭維華教授為論文唯一通訊作者，論文第一作者為四川大學華西口腔醫(yī)院鞏靖蕾博士。該研究工作得到了國家自然科學基金、云南省科技廳重大科技專項的資助。該文也在昆明醫(yī)科大學官網(wǎng)展示。

糖尿病相關慢性傷口，是糖尿病最嚴重、最常見且最昂貴的并發(fā)癥之一，其愈合過程異常且延遲，傳統(tǒng)治療方法常常無法根本解決由持續(xù)高血糖引起的細胞功能障礙，因此迫切需要具有多功能性的生物材料來促進傷口愈合。這篇論文研究了一種多功能可注射水凝膠結合槲皮素（QCT）-ZIF-8體系，以促進糖尿病傷口愈合。研究團隊開發(fā)的這種水凝膠，旨在調節(jié)亞細胞和細胞功能，解決糖尿病相關慢性傷口愈合過程中遇到的主要障礙，如血管生成功能障礙、炎癥反應延遲、氧化應激和細菌感染易感性。

QCT@HZ-CT水凝膠的制備和應用

研究人員首先將槲皮素負載到沸石咪唑骨架（ZIF-8）納米顆粒中，并通過透明質酸（HA）修飾ZIF-8，以延長其血液循環(huán)時間并提高其穩(wěn)定性。然后，將這些QCT@HZ納米顆粒摻入羧甲基殼聚糖/鞣酸（CT）動態(tài)水凝膠中，形成QCT@HZ-CT水凝膠。這種水凝膠通過動態(tài)離子鍵和氫鍵自交聯(lián)，具有良好的生物相容性和可注射性。在一系列體外和體內實驗中，QCT@HZ-CT水凝膠在多方面表現(xiàn)出卓越的性能。首先，在抗菌性能方面，QCT@HZ-CT水凝膠對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌表現(xiàn)出顯著的抗菌效果，能夠有效破壞細菌的細胞壁和細胞膜，導致細菌死亡。其次，在細胞功能保護和ROS清除方面，QCT@HZ-CT水凝膠在高血糖環(huán)境下顯示出良好的細胞相容性，能夠促進細胞增殖，優(yōu)化細胞骨架并增強角質細胞分化，同時具有清除ROS和抗凋亡的能力。此外，QCT@HZ-CT水凝膠還能通過消除線粒體ROS和膜電位損傷，保護線粒體功能，維持細胞能量代謝，并緩解由高血糖誘導的內質網(wǎng)應激。在促進血管內皮細胞遷移和血管生成方面，QCT@HZ-CT水凝膠通過持續(xù)釋放QCT和Zn2+，顯著促進HUVEC細胞遷移和血管生成。在糖尿病大鼠模型中，QCT@HZ-CT水凝膠顯著加速了傷口愈合過程，改善了新生上皮組織厚度和膠原沉積，促進了組織修復和減少瘢痕形成?？傮w而言，QCT@HZ-CT水凝膠通過多重機制，包括抗菌、促進細胞增殖、保護線粒體功能、緩解內質網(wǎng)應激、促進血管生成等，有效促進了糖尿病傷口的愈合。這一研究為糖尿病慢性傷口愈合提供了一種潛在的多效治療策略，同時也為其他代謝性和炎癥性疾病的治療設計提供了新思路。

QCT@HZ-CT水凝膠在糖尿病傷口治療中應用的機制

該篇論文的發(fā)表，體現(xiàn)了郭維華教授團隊扎實的科研實力及創(chuàng)新的科研思維，以及郭維華教授作為學院（醫(yī)院）學科領軍人才的卓越貢獻，相信在優(yōu)秀團隊的帶領下，在全院科研工作者的辛勤努力下，昆明醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院暨附屬口腔醫(yī)院的科研工作將駛入快車道，產出更多高質量成果。

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https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153425