综述：微藻天然化合物：开启糖尿病伤口愈合新希望的 “魔法钥匙”？

为解决糖尿病伤口愈合难题，陕西理工大学等单位研究人员开展微藻衍生化合物用于糖尿病伤口愈合的研究。结果显示微藻化合物及材料能促进愈合，虽面临挑战，但为糖尿病伤口治疗带来新方向，值得科研读者一读。

　　

在医学领域，伤口愈合是一个复杂且至关重要的过程，尤其是糖尿病患者的伤口愈合问题，一直是困扰医学界的难题。正常的伤口愈合如同一场有序的生命交响乐，经历止血、炎症、增殖和重塑四个阶段。在止血阶段，血小板就像紧急召集的 “修补工人”，迅速聚集在伤口处，释放出各种凝血因子，让血液凝固，就像给伤口贴上了一层临时 “创可贴”，防止出血不止。到了炎症阶段，中性粒细胞和单核细胞等免疫细胞纷纷赶来 “支援”，它们像勇敢的 “战士”，释放蛋白酶和活性氧（ROS），清除伤口处的细菌和受损组织，为后续的修复工作 “打扫战场”。增殖阶段时，成纤维细胞和角质形成细胞积极行动起来，不断增殖并分泌胶原蛋白，构建起新的组织，如同建筑工人搭建房屋一般。最后在重塑阶段，伤口处的胶原蛋白不断重塑，使皮肤逐渐恢复正常的结构和功能，就像对房屋进行最后的装修和完善 。

然而，糖尿病患者的伤口愈合过程却像是一场陷入困境的战斗。由于体内血糖过高，身体的氧化还原系统失衡，会产生大量的 ROS。这些 ROS 就像一群捣乱的 “小怪兽”，不仅会引发局部感染，还会损伤血管和神经，严重阻碍伤口的愈合。而且，糖尿病患者伤口愈合过程中炎症反应往往会持续很长时间，难以顺利进入后续的愈合阶段，这使得伤口常常迁延不愈，给患者带来极大的痛苦，也增加了社会的医疗负担 。

面对这一难题，陕西理工大学生物科学与生物工程学院等单位的研究人员一直在努力寻找解决办法。他们在《Heliyon》期刊上发表了一篇名为《Therapeutic potential of microalgae-derived natural compounds in diabetic wound healing: A comprehensive review》的论文。这篇论文深入探讨了微藻衍生的天然化合物在糖尿病伤口愈合中的治疗潜力，为解决糖尿病伤口愈合难题带来了新的希望。

研究人员为了开展这项研究，运用了多种技术方法。他们通过细胞实验，观察微藻提取物对细胞增殖、迁移等行为的影响；进行动物实验，在糖尿病小鼠等动物模型上测试微藻相关材料对伤口愈合的实际效果；还采用了分子生物学技术，分析相关基因和蛋白的表达变化，以此来探究微藻促进伤口愈合的内在机制。

下面我们来详细看看研究的结果。在愈合机制方面，研究人员深入剖析了正常伤口愈合和糖尿病伤口愈合的差异。正常伤口愈合的四个阶段紧密衔接、有序进行。而糖尿病伤口愈合时，由于高血糖和氧化应激等因素，免疫细胞的功能受到影响，比如中性粒细胞的黏附能力下降，无法及时有效地清除伤口处的病原体和受损组织，导致炎症阶段延长。同时，细胞内的钙信号传导也出现异常，这会影响成纤维细胞和角质形成细胞的正常功能，使伤口愈合进程受阻。

接着，研究人员研究了微藻生物活性化合物在伤口愈合中的作用。以螺旋藻（Spirulina platensis）为例，其提取物展现出了神奇的效果。在体外划痕实验中，低剂量（50 μg/ml）的螺旋藻水提取物能够显著刺激细胞增殖和迁移，加速伤口愈合。给烧伤和受伤的大鼠局部涂抹螺旋藻提取物后，能够下调纤维化基因（TGF-β1 和 α -SMA）的表达，同时上调血管生成基因（bFGF 和 VEGF）的表达，促进伤口处的血管生成和组织修复 。还有莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii），它能够包裹万古霉素，在特定光照条件下释放药物，抑制细菌生长。研究人员还发现，将含有表皮生长因子（EGF）的 sacran 水凝胶膜（Sac/EGF-HF）应用于伤口，能够显著增强成纤维细胞的迁移能力，促进伤口愈合 。

在微藻用于伤口愈合的研究中，研究人员尝试了多种形式。水凝胶作为一种新型的伤口敷料材料，具有独特的优势。它能够模拟人体软组织的环境，为细胞的生长和修复提供良好的条件。比如，SIKVAV 修饰的壳聚糖水凝胶能够显著促进糖尿病小鼠的伤口愈合；硅藻生物二氧化硅（DBs）与多西环素（DOXY）结合，并包覆羟丁基壳聚糖（HBC）形成的复合水凝胶，不仅具有很强的抗菌能力，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率分别达到 100% 和 98%，而且细胞毒性低，能够加速伤口愈合和促进上皮再生 。研究人员还尝试将微藻与纳米技术结合，制备出具有抗菌和生物相容性的纳米纤维。他们将微藻肽与聚己内酯（PCL）和 κ - 卡拉胶（κ -C）静电纺丝制备成纳米纤维，这些纳米纤维不仅具有良好的抗菌性能，而且细胞相容性高，在体外划痕实验中表现出出色的伤口愈合能力 。

当研究人员将目光聚焦在糖尿病伤口愈合上时，发现微藻同样展现出了巨大的潜力。在水凝胶应用方面，多种基于微藻的水凝胶被开发出来。如负载小檗碱（BBR）的微藻水凝胶（BBR@SP gel），在激光照射下能够持续释放 BBR 并产生活性氧，通过协同的化学光动力机制，有效抑制细菌生长、破坏生物膜，加速糖尿病伤口的愈合，使伤口闭合率提高到约 98.4% 。还有能够产生溶解氧的微藻水凝胶贴片，它可以为伤口提供充足的氧气，改善伤口的缺氧环境，促进皮肤移植物的存活和慢性伤口的愈合 。一种由共价有机框架（COF）修饰的微藻凝胶，能够通过 “配体互锁” 机制，促进血管和组织再生，为糖尿病慢性伤口的治疗提供了新的思路 。除了水凝胶，研究人员还探索了微机器人技术在糖尿病伤口愈合中的应用。基于微藻开发的生物杂交微机器人，能够自主移动并产生氧气，还可以结合炎症趋化因子，调节免疫反应。经过这种微机器人治疗的糖尿病小鼠，伤口愈合速度明显加快，血管生成显著增加，炎症细胞因子水平大幅下降 。

从整体研究来看，微藻及其衍生的生物活性化合物在糖尿病伤口愈合方面具有巨大的潜力。微藻来源广泛、生物相容性好，而且含有多种具有生物活性的化合物，如多糖、脂肪酸、蛋白质等，这些化合物能够通过多种途径促进伤口愈合，包括抗菌、抗炎、抗氧化、促进血管生成和细胞增殖等 。然而，目前该领域的研究还面临一些挑战。伤口愈合过程非常复杂，涉及多种细胞和生化反应，如何将微藻有效地整合到这一过程中，还需要进一步研究。虽然已经发现了微藻的一些治疗效果，但对其作用机制和成分的了解还不够全面，这也限制了微藻在临床实践中的广泛应用 。要将实验室的研究成果转化为临床可用的治疗方法，还需要解决诸如规模化生产、安全性评估和监管审批等问题 。

尽管面临挑战，但这项研究的意义不可忽视。它为糖尿病伤口愈合的治疗提供了新的方向和潜在的治疗策略。微藻及其衍生化合物有望成为一种安全、有效的治疗手段，减轻糖尿病患者的痛苦，降低社会的医疗负担 。这一研究也为微藻在医学领域的应用开辟了新的道路，未来或许还能在其他疾病的治疗中发挥重要作用。随着研究的不断深入和技术的不断进步，相信微藻在糖尿病伤口愈合乃至整个医学领域都将展现出更大的价值，为人类健康带来更多的福祉。