锌离子释放型明胶基生物粘合剂（Zn2+-GtnSH/GtnMI）通过多重交联机制促进伤口愈合与组织再生

本文开发了一种基于硫醇-马来酰亚胺点击反应和ZnO2介导的双硫键/Zn2+-硫醇配位的多功能水凝胶（Zn2+-GtnSH/GtnMI），其具有可调控的凝胶时间（11-21秒）、强机械强度（520-810 Pa）和持续21天的Zn2+/H2O2释放特性。该材料展现出卓越的组织粘附力（142-165 kPa），显著优于商业纤维蛋白胶，并通过促进止血、M2巨噬细胞极化、血管生成（VEGF上调）和胶原重塑，加速小鼠全层皮肤缺损模型的伤口愈合。

　　

材料设计与合成

通过EDC/NHS化学将硫醇基团（GtnSH）和马来酰亚胺基团（GtnMI）接枝到明胶骨架上，核磁共振（¹H-NMR）和Ellman法证实GtnSH的硫醇含量达165.83 μmol/g，GtnMI的马来酰亚胺含量为103.46 μmol/g。混合GtnSH/GtnMI与ZnO₂溶液后，通过三重机制形成水凝胶：硫醇-烯点击反应、ZnO₂分解产生的H₂O₂诱导双硫键交联，以及Zn²⁺与硫醇的金属配位。

理化特性调控

增加ZnO₂浓度（0-0.5 wt%）可缩短凝胶时间至11秒，提升储能模量至810 Pa。体外降解实验显示，含Zn²⁺的水凝胶在胶原酶溶液中降解速率减缓，归因于Zn²⁺对基质金属蛋白酶（MMP）的抑制作用。释放动力学表明，每日H₂O₂释放量<200 μM，Zn²⁺可持续释放21天（累计0.23-0.25 mM），均低于细胞毒性阈值。

生物相容性与组织粘附

人真皮成纤维细胞（HDFs）和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）培养实验显示>100%存活率。小鼠皮下植入后主要器官无病理损伤。水凝胶对猪脱细胞皮肤的粘附强度达165 kPa，远超纤维蛋白胶（67 kPa），并能牢固粘附心脏、肝脏等多种组织。

体内功能验证

在肝脏出血模型中，水凝胶使失血量从193 mg降至35 mg。皮下植入21天后，Zn²⁺组（Z0.25）显著促进M2型巨噬细胞（CD206⁺）极化，血管密度增加2倍，VEGF基因表达上调。全层皮肤缺损实验显示，Z0.25组第7天伤口闭合率达65%，α-SMA阳性面积提升至28%，并形成更多毛囊（10个 vs 对照组4个）。

机制与优势

Zn²⁺通过抑制NF-κB通路促进M2极化，激活ZnR/GPR39-Ca²⁺-ERK/MAPK通路驱动血管生成。相较于传统敷料，该水凝胶整合了物理屏障、离子治疗和动态交联网络的优势，为慢性伤口管理提供了新策略。