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糖尿病（DM）是一種普遍存在的慢性疾病，其特征在于持續(xù)的高血糖水平。在糖尿病患者中，預(yù)計(jì)約19–34％會(huì)發(fā)展為糖尿病慢性傷口，這是常見，復(fù)雜且代價(jià)高昂的并發(fā)癥。據(jù)預(yù)測(cè)，幾種內(nèi)在的致病性異常（神經(jīng)病，血管問題以及由于糖尿病引起的其他復(fù)雜的全身影響）和外在因素（傷口感染，愈傷組織形成以及對(duì)該部位的壓力過大）都可能導(dǎo)致愈合失敗。盡管尚不能很好地理解皮膚糖尿病性傷口愈合不良的確切機(jī)制，但公認(rèn)的主要病因是氧化應(yīng)激，血管生成受損，促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加和細(xì)菌感染引起的傷口微環(huán)境中的慢性炎癥。長(zhǎng)期持續(xù)傷口的原因。表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯（EGCG）是綠茶中最豐富的多酚化合物，近年來引起了相當(dāng)大的關(guān)注。由于EGCG具有多種藥理特性，包括殺菌，抗炎，抗氧化，抗衰老，促血管生成和抗癌作用，因此EGCG已在不同領(lǐng)域得到廣泛評(píng)估。然而，EGCG具有一些缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)限制了它們的應(yīng)用前景，包括不良的生物利用度和快速的代謝。因此，對(duì)于糖尿病傷口的治療，非常需要開發(fā)合適的藥物遞送系統(tǒng)（DDS），其可以將EGCG有效且精確地遞送至傷口部位并以受控方式釋放多酚。由于缺乏能夠?qū)⑵ヅ涞臋C(jī)械強(qiáng)度，快速的自愈性，便捷的敷料更換以及多種治療效果整合到一個(gè)系統(tǒng)中的理想的傷口敷料，目前對(duì)慢性糖尿病傷口的治療仍然不能令人滿意。最近，西安交通大學(xué)李昂/成一龍教授和中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所陳學(xué)思院士團(tuán)隊(duì)在《Advanced Functional Materials》上發(fā)表了Green Tea Derivative Driven Smart Hydrogels with Desired Functions for Chronic Diabetic Wound Treatment一文。得益于兒茶酚基團(tuán)和表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯（EGCG，綠茶衍生物）的治療作用，研究人員通過將EGCG和3-丙烯酰胺基苯硼酸（APBA）形成的復(fù)合物共聚，方便地獲得智能水凝膠敷料）（形成硼酸酯鍵）和丙烯酰胺。所得的水凝膠具有強(qiáng)機(jī)械性能，自修復(fù)能力和組織粘附性。大量釋放的EGCG不僅可以實(shí)現(xiàn)抗氧化，抗菌，抗炎和促血管生成作用，還可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化來加速傷口愈合，還可以方便換藥。這種先進(jìn)的水凝膠為糖尿病慢性傷口的處理提供了一種簡(jiǎn)便而有效的方法，并且可以擴(kuò)展用于治療其他復(fù)雜的傷口愈合。

為了滿足慢性糖尿病傷口的水凝膠傷口敷料的所有所需特性，作者設(shè)計(jì)了多功能“智能”水凝膠，利用EGCG和APBA之間的預(yù)組裝復(fù)合物（E-A復(fù)合物）作為動(dòng)態(tài)交聯(lián)劑與丙烯酰胺共聚（AM）（圖1a）。由于硼酸酯鍵的動(dòng)態(tài)性質(zhì)，水凝膠具有適度的組織粘附能力，易于使用，并且可以很容易地從皮膚組織上剝離而沒有任何殘留物（圖1b）；兩次接觸的水凝膠物質(zhì)僅接觸3分鐘即可有效自修復(fù)，承受3倍伸長(zhǎng)（圖1c）；這些出色的性能可以確保傷口部位的有效密封，并防止在正常的身體動(dòng)作和局部壓力下失去保護(hù)。此外，EGCG可以以可控的方式原位釋放，發(fā)揮抗微生物，抗氧化，促血管生成和抗炎作用，并在臨床所需的時(shí)間范圍內(nèi)加快愈合過程（圖1d）。重要的是，隨著EGCG的釋放，水凝膠網(wǎng)絡(luò)逐漸解離，可以通過用傷口清潔劑擦拭或淋洗傷口部位來?yè)Q藥，從而完全去除水凝膠網(wǎng)絡(luò)，從而可以防止新形成的組織受損并改善護(hù)理質(zhì)量。報(bào)道的刺激觸發(fā)的可溶性水凝膠敷料。

圖1 a）EACPA水凝膠敷料的制備程序示意圖。b）水凝膠粘附在作者的皮膚上。剝離后，未發(fā)現(xiàn)殘留物。可以觀察到足夠的粘合性。c）圖片顯示自我修復(fù)的EACPA水凝膠承受外力大拉伸的能力。d）在糖尿病C57BL/6小鼠模型中，說明了EACPA水凝膠促進(jìn)全層傷口慢性傷口愈合的機(jī)制如圖2a所示，制備的E-A配合物和AM水溶液（2 m）的混合物在室溫下呈溶膠狀態(tài)，并在用氮?dú)獯祾?分鐘后加入APS和TEMED時(shí)經(jīng)歷了溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。掃描電鏡（SEM）結(jié)果表明，所有EACPA水凝膠樣品均呈現(xiàn)出不規(guī)則且多孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其孔徑為數(shù)百微米（圖2b）。較高的E-A絡(luò)合物濃度導(dǎo)致降解速率較慢，這是由于增強(qiáng)的交聯(lián)密度（圖2c）。使用動(dòng)態(tài)交聯(lián)劑形成的水凝膠通常表現(xiàn)出有希望的機(jī)械性能，例如良好的可回收性和優(yōu)異的柔韌性。如圖2d所示，EACPA水凝膠的球形可以立即恢復(fù)到初始狀態(tài)，壓縮后不會(huì)受到任何損壞。此外，EACPA水凝膠的棒狀形狀可承受不同的變形，例如扭曲和彎曲，從而顯示出出色的柔韌性。如圖2e所示，進(jìn)一步進(jìn)行了三種水凝膠的拉伸試驗(yàn)。作者發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中E‐A復(fù)合物的增加導(dǎo)致拉伸應(yīng)力和斷裂伸長(zhǎng)率提高。具有最高E‐A復(fù)合物含量（9 mm）的水凝膠表現(xiàn)出最高的拉伸強(qiáng)度（29.0±6.6 kPa）和最高的斷裂伸長(zhǎng)率（661.6±43.4％）。詳細(xì)結(jié)果總結(jié)在圖2f中。

圖2 EACPA水凝膠的形態(tài)，降解曲線和力學(xué)特性基于硼酸酯鍵的材料在野外條件下會(huì)不斷發(fā)生反應(yīng)物（硼酸衍生物和兒茶酚）與產(chǎn)物（硼酸酯）之間的動(dòng)態(tài)交換，因此材料通常具有出色的自愈性能。如圖3a所示，當(dāng)分離的水凝膠表面接觸時(shí)，硼酸酯鍵的重排可立即促進(jìn)水凝膠的愈合。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，敷料在正常的身體運(yùn)動(dòng)和局部應(yīng)力作用下斷裂后的快速自修復(fù)可以防止外部感染并為傷口愈合保持無菌環(huán)境。如圖3b所示，將粘在作者手指上的水凝膠片切成兩部分，以模仿敷料的破裂。在兩個(gè)部分接觸30 s后，已修復(fù)的水凝膠可以承受手指的來回彎曲，顯示出出色的實(shí)用性。然后進(jìn)行流變學(xué)研究，以評(píng)估EACPA水凝膠的自愈行為（圖3c）。

圖3 EACPA水凝膠的自修復(fù)和組織粘附特性。a）EACPA水凝膠的自愈過程示意圖。b）宏觀觀察粘附在手指上的EACPA水凝膠的自愈作用。c）在1％和1000％應(yīng)變之間的五個(gè)循環(huán)中，使用9 mm E‐A復(fù)合物的EACPA水凝膠敷料的G和G。d）在室溫下分別愈合30 s，3分鐘和10分鐘后，水凝膠的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。e）EACPA水凝膠在室溫下分別恢復(fù)30 s，3分鐘和10分鐘后的自我修復(fù)效率摘要（n = 5）。f）EACPA水凝膠的拉伸試驗(yàn)照片在室溫下愈合10分鐘（紅色圓圈是水凝膠的切割部位。g）對(duì)新鮮無骨豬肉片的粘附性和EACPA水凝膠的可擴(kuò)展性圖像。h）EACPA水凝膠對(duì)豬皮膚組織，豬肌肉組織和載玻片的粘附強(qiáng)度EACPA水凝膠的細(xì)胞生物相容性通過（3-（4,5-二甲基-2-噻唑基）-2-5,5-二苯基溴化四唑（MTT）測(cè)定和活/死染色進(jìn)行評(píng)估。不同質(zhì)量的EACPA水凝膠與細(xì)胞培養(yǎng)基在37°C下溫育24 h，浸出后用于細(xì)胞培養(yǎng)（L929細(xì)胞），首先進(jìn)行MTT分析以測(cè)試水凝膠處理的細(xì)胞的代謝活性。如圖4a所示，當(dāng)水凝膠濃度達(dá)到10 mg mL-1時(shí)，孵育24小時(shí)后細(xì)胞活力高于95％，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間沒有明顯差異。用活/死染色法觀察細(xì)胞的生物相容性，活細(xì)胞和死細(xì)胞分別用綠色和紅色熒光染色，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)L929細(xì)胞呈現(xiàn)正常形態(tài)，經(jīng)10次處理的細(xì)胞mg mL-1 EACPA水凝膠表現(xiàn)出相似的作為對(duì)照組的增殖趨勢(shì)（僅組織培養(yǎng)板）（圖4b）。

圖4 細(xì)胞相容性，抗氧化效率，細(xì)菌生長(zhǎng)抑制作用以及EACPA水凝膠將巨噬細(xì)胞表型從M1轉(zhuǎn)變?yōu)镸2結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DPPH清除效率表現(xiàn)出EACPA水凝膠濃度依賴性，樣品水凝膠具有明顯的抗氧化性，清除自由基的效率為80％，而水凝膠濃度大于3 mg mL-1（圖4c）。如圖4d所示，在用10 mg mL-1水凝膠處理的L929細(xì)胞中觀察到明顯的熒光猝滅，并且熒光強(qiáng)度與對(duì)照組相似，與Rosup介導(dǎo)的陽(yáng)性組相當(dāng)。以上結(jié)果證明，EACPA水凝膠具有所有理想的特性，可作為糖尿病慢性傷口的強(qiáng)大傷口敷料。因此，作者評(píng)估了全厚度糖尿病傷口模型上EACPA水凝膠的治療效果。連續(xù)5天通過腹膜內(nèi)注射鏈脲佐菌素（STZ）在C57BL/6小鼠上建立了糖尿病小鼠模型，因?yàn)镾TZ誘導(dǎo)的糖尿病動(dòng)物模型已被廣泛用于研究糖尿病受損的傷口愈合。血糖在4周內(nèi)基本上超過300 mg dL-1（16.65 mmol L-1）的小鼠用于治療EACPA水凝膠敷料。接種直徑為8 mm的全厚度背側(cè)皮膚穿孔創(chuàng)口，然后分別用Tegaderm膜，EACPA水凝膠敷料或不穿衣服（對(duì)照組）進(jìn)行治療。治療的細(xì)節(jié)總結(jié)在圖5a中。在圖5b中示出了在預(yù)定時(shí)間間隔的不同組中的傷口的代表性圖片。宏觀上，作者發(fā)現(xiàn)EACPA水凝膠的愈合效率比未治療組高得多，觀察18天后，未治療小鼠仍觀察到干sc。此外，根據(jù)傷口照片測(cè)量了實(shí)驗(yàn)時(shí)間范圍內(nèi)的定量傷口面積（圖5c）。

圖5 EACPA水凝膠對(duì)糖尿病慢性傷口的治療效果為了從組織學(xué)角度評(píng)估EACPA水凝膠敷料的愈合效果，在第18天收集的再生皮膚組織上進(jìn)行了蘇木精和曙紅（H＆E）和Masson三色染色（MTS）染色。組織學(xué)結(jié)果與傷口殘留一致在數(shù)字圖像中觀察到的區(qū)域。在未經(jīng)治療的對(duì)照組中可以觀察到包囊結(jié)of中包死的大量炎性細(xì)胞，這表明炎癥發(fā)生在愈合的早期（圖5d，白色虛線圓圈）。EACPA水凝膠和商業(yè)敷料組均維持了減輕的炎癥環(huán)境，有利于傷口愈合。EACPA水凝膠組在創(chuàng)面床處形成的肉芽組織在第18天也得到了顯著增強(qiáng)，與商業(yè)薄膜敷料組相比，厚約120 μm（圖5e）。此外，EACPA水凝膠組收集的組織也顯示出比對(duì)照組和Tegaderm膜組更好的組織結(jié)構(gòu)，其中EACPA水凝膠組可以清楚地觀察到毛囊，皮脂腺，汗腺導(dǎo)管和鱗狀上皮（圖5d ）。此外，進(jìn)行MTS來檢測(cè)新生膠原蛋白在傷口愈合區(qū)域的沉積（圖5f）。眾所周知，炎癥微環(huán)境在傷口愈合和組織再生過程中至關(guān)重要。慢性傷口的炎癥階段被嚴(yán)重延長(zhǎng)，甚至無法過渡到增殖階段。因此，巨噬細(xì)胞主要表現(xiàn)為促炎性M1表型，并產(chǎn)生一系列炎癥細(xì)胞因子（即IL-1β）。和白介素-6（IL-6）誘導(dǎo)組織破壞和器官功能障礙；M2表型巨噬細(xì)胞的數(shù)量，它們分泌高水平的抗炎細(xì)胞因子和修復(fù)性生長(zhǎng)因子（例如，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF），表皮生長(zhǎng)因子（EGF））以減少炎癥，調(diào)節(jié)肉芽形成并促進(jìn)組織再生，大大減少了。由于這些細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子高度參與傷口愈合過程的不同階段，為進(jìn)一步探索EACPA水凝膠敷料減輕炎癥反應(yīng)和促進(jìn)組織愈合的機(jī)制，在不同治療后三天收集傷口周圍的組織（圖6a）和傷口組織中趨化因子的含量首先通過ELISA分析檢測(cè)（圖6b）。

圖6 EACPA水凝膠調(diào)節(jié)炎癥微環(huán)境，以促進(jìn)慢性糖尿病傷口的愈合。a）在進(jìn)行以下測(cè)試的不同處理后的第3天收獲傷口組織。b）通過ELISA測(cè)定與傷口組織中的炎癥和血管生成有關(guān)的趨化因子的濃度。c）第3天，皮膚傷口組織中IL-1β（紅色）和細(xì)胞核（藍(lán)色）的免疫熒光圖像。d）IL-1β相對(duì)覆蓋面積的定量分析。e）處理后用F4/80（紅色）和CD163（綠色）染色的傷口組織中巨噬細(xì)胞的免疫熒光圖像論文鏈接：doi.org/10.1002/adfm.202009442