糖尿病伤口从炎症到增殖的漫长过渡期是影响伤口愈合的关键因素,持续的炎症反应和血管化不足为治疗带来了重大挑战。近日,中山大学附属第一医院烧伤与创面修复科谢举临教授团队联合天津大学姬晓元教授团队在Advanced Healthcare Materials期刊发表了题为“Multifunctional Bioactive Nanozyme Systems for Enhanced Diabetic Wound Healing”的研究型论文,第一作者为中山大学博士生高素玥和何雪锋。
文中设计了一种新型纳米酶治疗方法,使用不对称结构的MnO₂-Au-mSiO₂@aFGF(mSAM@aFGF)纳米粒子,将具备调控炎症功能的纳米酶和促进增殖重塑的生长因子结合,有效促进了糖尿病创面愈合。其中,mSAM纳米粒子延伸出的二氧化锰(MnO₂)触手,有效模拟了过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的酶活性,响应局部过量的ROS,将其转化成氧气和水,减轻创面炎症反应。而酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)负载于头部介孔硅(mSiO₂)中,发挥调节细胞生长、促进组织修复的功能。
图1. mSAM JNs的制备与表征
为实现创面中的优化应用,研究者采用水凝胶敷料的形式代替传统的局部注射或全身给药。以透明质酸为基质的水凝胶生物相容性优异,在临床上广泛使用,但一直存在力学性能差、组织粘附力弱等问题。本研究开发了基于光交联透明质酸(HAMA)的水凝胶,不仅包含了纳米酶活性氧清除和生长因子释放系统、提供创面湿性愈合环境,重要的是纳米酶的引入显著提高了水凝胶的力学性能,使其兼具可注射性、良好的粘附性、止血、吸收渗出液等功能,成为有实际应用价值和临床转化潜力的新型伤口敷料。
图2. HAMA-mSAM@aFGF纳米酶水凝胶的合成过程及在糖尿病创面修复中的应用示意图
体内体外实验结果均表明,该多功能生物活性纳米酶系统具备良好的生物安全性,能够兼具调控炎症和促进创面血管化及功能重塑的作用。这项工作的开发不仅为糖尿病创面管理提供了一种有前景的治疗策略,推进了多功能纳米酶在难愈性创面中的研究,还为未来研究者对复杂性伤口中多因素分层、逐级调控提供了综合视角和设计思路。