热疗增强型免疫调节水凝胶通过氧合与ROS清除促进糖尿病足溃疡愈合

糖尿病足溃疡（DFUs）因缺氧、活性氧（ROS）过量及炎症失调导致难愈性伤口，传统疗法效果有限。浙江大学团队开发了多功能免疫调节水凝胶RGH2，整合Ru@allomelanin纳米颗粒与葡萄糖敏感材料，通过近红外热疗（44.6°C）协同清除ROS、生成氧气，促进巨噬细胞M1向M2表型转化，显著加速伤口愈合。该研究发表于《Cell Biomaterials》，为慢性糖尿病伤口治疗提供了新策略。

　　

糖尿病足溃疡（DFUs）是全球糖尿病患者面临的严重并发症，约25%的糖尿病患者会受其困扰，每年仅美国就有超过7万例因此导致的截肢病例。这类伤口因持续缺氧、活性氧（ROS）积累和炎症微环境失调而难以愈合，现有治疗手段如生长因子和生物工程皮肤替代品对半数患者无效。巨噬细胞在伤口修复中扮演关键角色，但其在DFUs中常滞留在促炎的M1表型，无法转变为抗炎的M2表型，进一步加剧组织损伤。如何打破这一恶性循环，成为临床研究的重大挑战。

浙江大学的沈建良团队在《Cell Biomaterials》发表了一项突破性研究，开发了一种名为RGH2的智能水凝胶。该材料融合了三大核心技术：Ru沉积的allomelanin纳米颗粒（兼具ROS清除和催化产氧功能）、苯硼酸修饰的明胶（GelMA-PBA）和硝基苯嫁接的透明质酸（HANB），通过近红外（NIR）触发热疗（44.6°C）和紫外光响应性交联，实现动态调控伤口微环境。

关键技术方法
研究采用STZ诱导的糖尿病大鼠模型模拟人类DFUs，通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）表征纳米材料形貌，qPCR和流式细胞术分析巨噬细胞表型转换，转录组测序揭示分子机制。关键创新点在于Ru@allomelanin的双重功能：其催化活性将H₂O₂分解为H₂O和O₂，同时清除ROS；而NIR触发的温和热疗进一步促进M2极化。

研究结果
Analysis of Ru@allomelanin nanoparticles
电镜显示200 nm的allomelanin纳米球表面均匀分布Ru纳米点，X射线光电子能谱证实Ru³⁺被还原为具有催化活性的Ru⁰。体外实验证明其可分解H₂O₂并持续释氧24小时，DPPH自由基清除率达90%。

Immunomodulatory effects in vivo
糖尿病大鼠模型中，RGH2组伤口闭合率较对照组提高2.3倍（第14天）。免疫荧光显示CD86⁺（M1标志物）细胞减少68%，而CD206⁺（M2标志物）细胞增加4.1倍。转录组分析发现RGH2显著抑制NF-κB通路，上调IL-10等抗炎因子。

Hyperthermia-enhanced therapy
44.6°C的局部热疗使胶原沉积量增加2倍，血管密度提高180%。温度响应实验证实该温度阈值既能激活热休克蛋白（HSP70）促进修复，又避免组织损伤。

结论与意义
该研究首创了集氧合、ROS清除和热疗于一体的智能水凝胶系统，通过多靶点调控打破DFUs中“缺氧-ROS-炎症”恶性循环。其创新性体现在：① 仿生设计模拟天然抗氧化酶系统；② 时空可控的免疫调节；③ 安全温和的热疗协同。相比单一功能水凝胶，RGH2将糖尿病伤口愈合时间缩短40%，为慢性伤口治疗提供了可临床转化的新范式。未来可通过优化材料力学性能进一步适应动态伤口环境。