糖尿病伤口表现出升高的ROS，有助于清除病原体，但也会加重炎症和组织损伤。因此，精确的时间调节ROS对愈合至关重要，但传统敷料缺乏这种动态功能。本研究通过电旋转工艺设计了一种微环境响应纳米纤维（GC/G NF）。吸收伤口渗出液后，这种纳米纤维从纤维状结构转变为紧密附着在皮肤上的三维网络水凝胶。更重要的是，该系统能够通过智能切换多种酶级联催化系统，动态且精确地调节伤口中的ROS含量，促进可编程的糖尿病伤口愈合。在细菌感染的第一阶段，GC/G NF会启动类似GOx/POD的级联反应以产生ROS，而近红外激光照射则产生热效应。这种协同作用使得生物膜的有效去除、杀菌和降低局部血糖水平成为可能。在增殖阶段，它会转变为类似SOD/CAT的级联反应，清除前次感染积累的多余ROS，有效缓解氧化应激并提供氧气支持，从而减少炎症，促进血管生成和细胞增殖。在这项工作中，我们开发了一种时间编程的多功能自适应ROS调节平台，能够有效改善糖尿病中复杂的伤口微环境，并提供新的治疗方法。

该研究以题为“Temporally-programmed ROS modulation via a self-adaptive electrospun nanofiber for diabetic wound healing”发表在Chemical Engineering Journal 上。

图1

糖尿病伤口GC/G自然性血脉治疗的示意图。a） GC纳米酶合成途径及其多酶活性的示意图示。b）利用电旋处理GC/G NF制备工艺的示意图。c） GC/G NF在糖尿病伤口愈合中的治疗机制。

图2

a） GC纳米酶合成过程的示意图。b）GC纳米酶的透射电子显微镜图像。c）铬在GC纳米酶中的元素定位。d） GC纳米酶的XPS光谱。e） 伽酸和GC纳米酶的FTIR光谱。f）GC纳米酶对TMB氧化的示意图。g）和h）GC纳米酶的POD样活性。i） GC纳米酶在有无808 nm激光照射时具有类似POD的活性。j） GC纳米酶的CAT样活性。k） 气相色谱纳米酶的自组装过程。l） GC纳米酶中的分子间力。

图3

a） 不同纳米纤维的扫描电子显微镜图像和直径分布。b）GC/G NF的外观图像。c）GC/G NF中C、N、O和Cu的元素映射。d， e） 不同纳米纤维的类GOx活性（分别对应甲基红和pH的颜色变化）。f–i） 不同纳米纤维的POD样活性、CAT样活性、SOD样活性以及DPPH清除活性。j） 在近红外激光照射下对不同纳米纤维进行红外光热成像。k）不同纳米纤维的光热曲线。l） GC/G纳米纤维在循环近红外激光照射下的温度变化。m） 不同纳米纤维浸泡在超纯水中前后的照片。n） 在浸泡于超纯水中不同时间和冻干后，GC/G NF的SEM图像。o） GC/G纳米纤维水凝尔形成机制示意图。

图4

a） 不同时间点不同纳米纤维的水接触角。b）GC/G NF水凝胶的附着性能表征。c） GC/G NF水凝胶附着机制的示意图。d） 鼠尾静脉出血模型的示意图。e） 不同治疗下的凝血影像。f）在不同治疗下尾静脉止血测试后拍摄的小鼠尾巴照片。g） 不同纳米纤维的吸水特性。h） 不同治疗下的血液凝血指数。i） 不同治疗下鼠尾静脉失血量。j） 不同治疗下小鼠尾静脉的止血时间。

图5

a-c） 代表性琼脂平板照片及不同处理后金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的相应CFU计数。d， e） 不同治疗后破坏金黄色葡萄球菌生物膜和大肠杆菌生物膜的疗效。f）不同处理后用活/死染色的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的荧光图像。g） 不同处理后对生物膜进行晶紫染色和SYTO 9染色。h） 细菌细胞内不同处理后的ROS荧光图像。i） 不同治疗后金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的扫描电子显微镜图像。j） GC/G NF抗菌机制的示意图示。

总结

参考文献：

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张工17715390137     陈工18914047343