糖尿病足潰瘍是一種高危的糖尿病并發(fā)癥，患者截肢率高，臨床治療手段有限。研發(fā)能夠高效愈合糖尿病創(chuàng)面的新型治療藥物，已成為重要的研究課題。

中國科學(xué)院昆明植物研究所借鑒細(xì)胞外基質(zhì)的天然組成，研制出一種基于蝸牛糖胺聚糖與茶多酚的智能化、多功能仿生凝膠貼片，或可幫助感染性糖尿病傷口的愈合。

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蝸牛黏液

促進(jìn)傷口愈合的“秘密”

蝸?？胺Q自然界的傷口修復(fù)“專家”。在爬行或遇到刺激時(shí)，它們會從腹足分泌特殊的黏液。人類很早就發(fā)現(xiàn)和使用蝸牛黏液進(jìn)行治療，那它為何有如此神奇的傷口修復(fù)能力呢？

此前的研究發(fā)現(xiàn)，蝸牛黏液中主要含有蛋白質(zhì)與多糖，包括血藍(lán)蛋白、蝸牛黏蛋白、膠原蛋白、抗菌凝集素、尿囊素、乙醇酸以及蝸牛糖胺聚糖等物質(zhì)。其中糖胺聚糖占比達(dá)到10%-16%，是蝸牛黏液促進(jìn)急、慢性傷口愈合的主要有效成分。

科研人員進(jìn)一步解析了蝸牛糖胺聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蝸牛糖胺聚糖能夠調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞表型，減輕傷口部位炎癥反應(yīng)，促進(jìn)傷口愈合。

▲兩種蝸牛糖胺聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)

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為細(xì)胞生長

提供良好“土壤”

細(xì)胞外基質(zhì)是細(xì)胞生長和繁殖所必需的“土壤”，主要由蛋白聚糖、膠原蛋白、糖胺聚糖等物質(zhì)組成。

蝸牛糖胺聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)與人體細(xì)胞外基質(zhì)中的糖胺聚糖高度相似。能否用蝸牛糖胺聚糖構(gòu)建一種類細(xì)胞外基質(zhì)的三維網(wǎng)絡(luò)，幫助細(xì)胞生長？

科研人員設(shè)計(jì)了一款仿生凝膠貼片（AGBE patch，AGBE貼片），將蝸牛糖胺聚糖與明膠通過共價(jià)鍵交聯(lián)，形成類似天然細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，為傷口部位細(xì)胞的生長與繁殖提供良好的“土壤”。

▲仿生凝膠貼片設(shè)計(jì)思路及潛在活性

03

當(dāng)蝸牛遇上茶葉

微生物感染是糖尿病足潰瘍愈合緩慢的重要原因之一。茶葉中的茶多酚是一種天然的抗菌活性物質(zhì)，除具備抗菌能力外，還起到清除自由基、抗炎等功效。

為解決茶多酚易氧化、生物利用度低的問題，科研人員設(shè)計(jì)了一個(gè)可以被葡萄糖打開的“智能開關(guān)”：在蝸牛糖胺聚糖主鏈上引入動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵，將茶多酚“絡(luò)合”在凝膠中。

當(dāng)傷口局部葡萄糖濃度升高時(shí)，硼酸酯鍵會被葡萄糖競爭性結(jié)合，促使活性成分茶多酚釋放，從而實(shí)現(xiàn)抗菌、抗氧化、抗炎等多重功效。

▲AGBE貼片的制備及體內(nèi)外活性測試結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這款仿生貼片對糖尿病小鼠傷口愈合具有顯著促進(jìn)作用。在糖尿病小鼠模型中，貼片組小鼠7天內(nèi)的傷口表皮再生率達(dá)72.6%，是對照組的2倍以上，且膠原纖維排列與正常皮膚組織幾乎一致。

仿生貼片還能顯著抑制細(xì)菌在傷口部位定殖，使得傷口組織中的炎癥因子水平下降50%以上，從而打破“感染-炎癥-組織壞死”的惡性循環(huán)，加速傷口修復(fù)。

▲AGBE貼片愈合感染性糖尿病傷口機(jī)制示意圖

該研究為感染性糖尿病創(chuàng)面的治療，提供了新的思路和基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

來源：中國科學(xué)院昆明植物研究所

責(zé)任編輯：王穎