糖尿病潰瘍是糖尿病患者截肢和死亡的主要原因之一，給治療帶來了重大挑戰(zhàn)。生物內(nèi)源性電場和生長因子是促進(jìn)傷口愈合的兩大因素。其中，生物內(nèi)源性電場由細(xì)胞離子通道不對稱分布介導(dǎo)Na+和Cl-的定向運(yùn)輸而形成，可以精準(zhǔn)引導(dǎo)上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的遷移；與此同時(shí)，生長因子經(jīng)血管運(yùn)輸?shù)絺诓课淮碳?nèi)皮細(xì)胞形成新血管。然而在難愈性糖尿病潰瘍微環(huán)境中，嚴(yán)重的電解質(zhì)丟失會導(dǎo)致傷口內(nèi)源性電場缺失，紊亂的糖代謝和氧化應(yīng)激損傷會引起血管內(nèi)皮功能障礙，進(jìn)而導(dǎo)致生長因子分泌不足。
電刺激是促進(jìn)傷口愈合的有效手段，先后發(fā)展了：電刺激基于外部電源結(jié)合金屬電極；基于自供電層結(jié)合導(dǎo)電材料；利用小型電源與柔性電子敷料集成等傳統(tǒng)手段與現(xiàn)代策略。這些方案雖被用于臨床治療或重塑傷口電場的創(chuàng)新研究，然而多數(shù)體系緩慢或不可降解，輸出電場方向各異，難以準(zhǔn)確模擬傷口內(nèi)源性電場且生物相容性難以實(shí)現(xiàn)臨床需求。另一方面，局部使用重組生長因子，如VEGF，仍是目前促進(jìn)傷口血管生成的主要策略，但生長因子蛋白不僅成本高、穩(wěn)定性相對較低、存在潛在生物風(fēng)險(xiǎn)，且難以逆轉(zhuǎn)代謝紊亂下的內(nèi)皮損傷與功能障礙。
無線熱電水凝膠的設(shè)計(jì)基于光交聯(lián)甲基丙烯；该髻|(zhì)酸和聚醚F127二丙烯酸酯作為形狀適應(yīng)性生物可降解基質(zhì)。通過水凝膠內(nèi)部羧基的靜電吸附作用構(gòu)建顯著的“陽離子陷阱”效應(yīng)，然后將提供遷移離子的氯化鈉電解質(zhì)和提供光熱反應(yīng)的吲哚青綠進(jìn)一步引入到水凝膠中，即可利用溫差原位產(chǎn)生無線定向電場。
圖1. 無線熱電水凝膠的制備表征及其利用“陽離子陷阱效應(yīng)”產(chǎn)生智能定向電場。
圖2. 血管靶向人參外泌體的制備表征與無線智能熱電水凝膠藥物敷料的構(gòu)建及評價(jià)
圖4. 無線熱電智能水凝膠藥物敷料促糖尿病潰瘍血管與肉芽組織新生
圖5. 無線熱電智能水凝膠藥物敷料促進(jìn)糖尿病潰瘍愈合的分子機(jī)制
論文信息：
Wireless Thermoelectric Hydrogel Recreates Biomimetic Electric Field and Angiogenic Signal Accelerating Diabetic Ulcer Repair.Advanced Functional Materials, 2025, 2425610.
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202425610
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