木质素复合材料:修复糖尿病伤口新生血管与愈合的新希望

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Acta Biomaterialia 9.4

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  糖尿病伤口愈合延迟是临床难题,研究人员开展木质素复合材料促进糖尿病伤口愈合的研究。结果显示,该材料能清除活性氧(ROS)、释放氧气,促进伤口愈合。这为糖尿病伤口治疗提供了新途径。

  在糖尿病患者中,伤口愈合延迟是个令人头疼的大问题。每年,仅美国就有超过 800 万人饱受非愈合伤口的折磨。糖尿病患者伤口难以愈合,不仅会增加他们的发病风险、截肢风险,甚至还会危及生命,糖尿病相关的下肢并发症已经成为全球致残负担的前十大原因之一。这背后的 “罪魁祸首” 众多,受损的血管新生能力首当其冲,同时,活性氧(ROS)水平升高、慢性低度炎症以及缺氧等情况交织在一起,严重破坏了伤口愈合的正常机制。
目前针对糖尿病伤口愈合延迟的靶向治疗手段少之又少,现有的一些治疗方法也难以取得理想效果。为了攻克这一难题,来自国外的研究人员展开了深入研究,他们将目光聚焦在了木质素复合材料上,相关研究成果发表在《Acta Biomaterialia》杂志上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,制备了基于前期已发表配方的木质素复合材料前体;然后,进行细胞实验,在二维培养中用高浓度葡萄糖处理内皮细胞(MVECs),之后将其接种到不同类型的木质素复合材料上培养,并利用血管生成分析仪对相关特征进行分析;最后,建立糖尿病小鼠全层皮肤伤口模型进行体内实验。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 木质素复合材料的制备:研究采用了基于先前配方的木质素复合材料前体,将巯基化木质素磺酸盐(TLS)纳米颗粒与含或不含过氧化钙(CaO?)的木质素磺酸盐(LS)纳米颗粒,分别与明胶甲基丙烯酰(GelMA)和光引发剂锂苯基(2,4,6 - 三甲基苯甲酰基)次膦酸酯(LAP)混合。
  2. 体外促进内皮细胞网络形成:在高糖(30 mM 葡萄糖)处理 6 天后,将 MVECs 接种到不同的木质素复合材料上培养 96 小时。通过血管生成分析仪分析发现,木质素复合材料支持 MVECs 的生长和毛细血管样网络的形成。其中,含过氧化钙纳米颗粒(CPO)的木质素复合材料在促进 MVECs 网络形成方面效果显著,这表明产氧的木质素复合材料可能纠正糖尿病内皮细胞(ECs)的功能障碍。
  3. 体内促进糖尿病伤口愈合:在糖尿病小鼠全层皮肤伤口模型中,使用木质素磺酸盐复合材料治疗后,促进了血管内皮生长因子(VEGF)的表达和血管生成。在伤口处理后的第 7 天,上皮间隙闭合加快,肉芽组织沉积增多,且具有更多促愈合型巨噬细胞。

综合研究结论和讨论部分,这项研究意义重大。研究表明,木质素复合材料中的成分能够清除 ROS,同时局部产生氧气,这一过程降低了缺氧诱导因子 - 1α(HIF-1α)的表达,增加了 VEGF 的表达,促进了肉芽组织的形成,进而改善了糖尿病伤口的愈合情况。这不仅为糖尿病伤口愈合机制的研究提供了新的视角,也为临床治疗糖尿病伤口提供了一种有潜力的、无需额外药物的治疗方案,突出了功能化木质素磺酸盐在伤口愈合应用中的价值,有望为广大糖尿病伤口患者带来新的希望。

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