糖尿病足溃疡是糖尿病患者常见且严重的并发症，因其难以愈合而显著影响患者生活质量，甚至可能导致截肢或死亡。其主要原因包括血液循环不良、神经病变、免疫系统功能减弱和持续的高血糖水平，这些因素使伤口容易感染并增加氧化应激水平。传统抗生素治疗在应对耐药性细菌时效果有限，而高水平的活性氧（ROS）会进一步阻碍伤口愈合。目前，研究者们已经开发了多种针对糖尿病伤口的治疗方法，例如自体皮肤移植和负压治疗等。尽管这些临床措施在一定程度上有所帮助，但仍存在治疗周期长、花费高以及治疗过程不适等问题。因此，迫切需要开发更为有效、低成本且更适配的治疗方法来促进糖尿病伤口愈合。鉴于细菌感染和慢性炎症对糖尿病伤口愈合的重大影响，定向设计具有抗菌、抗氧化和抗炎特性的治疗系统成为一种有前途的策略。通过这种多功能治疗系统，不仅可以有效应对伤口感染和氧化应激，还能显著加快愈合过程，降低治疗成本，并提高患者的舒适度和生活质量。因此，开发多功能纳米材料，集成抗菌、抗氧化和抗炎特性，对于糖尿病足溃疡的治疗具有重要意义和广泛应用前景。
碳量子点（CDs）以其可调节的物理化学性质引起了广泛关注，尤其是其光激发下产生热量或ROS的能力，使其成为光介导治疗的新型纳米平台。同时，通过前驱体调控策略，可以实现功能的集成和定制。研究表明，柠檬酸衍生的CDs通常具有优异的光热转换能力，使它们成为理想的光热抗菌剂。此外，CDs还具备固有的生物相容性、低毒性和优异的吸水性，在糖尿病伤口愈合方面显示出巨大的应用前景。
江南大学林恒伟教授课题组报道了一种具有光热抗菌和热增强抗氧化双重功能的碳点（AA-CDs）。基于AA-CDs开发的AA-CDs水凝胶（AA-CDs@Gel）平台显示出优异的促进糖尿病伤口愈合的潜力（图一）。
AA-CDs具有以下特点：
1）易于功能集成，通过简单地前驱体调控实现抗菌和抗氧化功能的原位集成；
2）协同治疗，该平台通过光热效应实现广谱灭菌，并且能够有效清除耐药菌株。此外，AA-CDs还能够通过光热增强抗氧化活性，实现真正的“1 + 1 > 2”效果；
3）机理清晰：AA-CDs优异的光热效应与AA-CDs表面的抗坏血酸残基贡献的ROS清除能力相结合，提供了明确的抗菌和抗氧化机制；
4）炎症抑制：AA-CDs与Pluronic F127复合构建了一种温敏水凝胶系统，显示出有效的促进糖尿病伤口愈合性能，体内研究证实了AA-CDs@Gel平台抑制炎症的能力。
这些特性使AA-CDs成为一种协同抗菌和抗炎功能治疗糖尿病伤口的有前途的平台。
图1：具有光热抗菌和热增强抗氧化性能AA-CDs@Gel的合成及促进糖尿病伤口愈合应用示意图。
相关研究成果以“Carbon Dots with Integrated Photothermal Antibacterial and Heat-Enhanced Antioxidant Properties for Diabetic Wound Healing”为题发表在 Small 上。通讯作者为江南大学林恒伟教授、孙山副教授，第一作者为博士研究生王恒刚。
图7. 皮肤组织病理学分析。
总之，作者成功开发了一种具有协同抗菌和抗氧化特性的多功能AA-CDs，专门用于高效治疗糖尿病伤口。通过选用柠檬酸和抗坏血酸等低成本前驱体为原料，实现了光热灭菌和清除ROS的功能。体外实验表明，AA-CDs能够有效对抗多种类型的细菌，包括多药耐药菌株，同时通过清除ROS来保护细胞免受氧化应激损伤并保持细胞功能。值得注意的是，AA-CDs的热增强抗氧化活性在溶液和细胞水平上均能增强ROS的清除效果，提供额外的保护以抵抗氧化应激损伤。此外，体内研究显示，基于AA-CDs的水凝胶通过其抗菌、热增强抗氧化和抗炎功能显著促进糖尿病伤口的愈合。本研究在开发用于糖尿病伤口愈合的多功能平台方面取得了重要进展，并证实了CDs在生物医学应用中的潜力。
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https://doi.org/10.1002/smll.202403160
