Sci Adv：能够运输氧气的水凝胶或有望加速糖尿病伤口的愈合

2021年8月31日 讯 /生物谷BIOON/ --非愈合的糖尿病伤口是糖尿病患者最常见的并发症，由于慢性缺氧会显著延迟伤口的愈合，因此，持续氧合作用以减缓缺氧被认为能促进糖尿病的伤口愈合，然而，目前的临床方法无法实现持续的氧合作用，包括高压氧治疗等。大约四分之一的糖尿病患者会出现疼痛的足部溃疡，由于血管受损和炎症水平增加导致伤口氧气水平较低，因此伤口会愈合地非常缓慢，而且这些损伤还会转化为慢性损伤，从而导致患者生活质量降低以及潜在截肢可能性的出现。

图片来源：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0153

近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Sustained oxygenation accelerates diabetic wound healing by promoting epithelialization and angiogenesis and decreasing inflammation”的研究报告中，来自华盛顿大学等机构的科学家们通过研究开发了一种水凝胶来向伤口运输氧气，这或许就能减少炎症水平，并帮助重塑组织及加速伤口愈合。

研究者所开发的水凝胶能利用微球体向伤口运送氧气，微球体能通过其表面上的一种酶将微球体内部的物质转化为氧气，并逐渐释放氧气与细胞发生相互作用；在大约两周的时间内，氧气就会被输送到伤口，炎症和肿胀水平就会减少，从而就能实现伤口愈合的促进。研究者Guan说道，输送的氧气有两方面作用，首先，其能在糖尿病伤口的低氧状态下改善皮肤细胞的存活率；其次，氧气能够刺激皮肤细胞产生用于伤口修复的生长因子。

人体内的组织需要氧气来生存，当组织受伤时更需要氧气来修复；目前有多种疗法能治疗糖尿病患者的慢性伤口，但最常见的疗法就是在高压氧舱中进行数十次治疗，但其治疗效果并不稳定，而且还会产生氧中毒的风险。在小鼠机体中，相比仅利用凝胶治疗或没有任何处理的伤口而言，利用含有释放氧气的微球体的水凝胶来处理伤口或会产生更大的闭合率，第16天时，利用水凝胶处理后的伤口尺寸已经减少到了10.7%，那些只用凝胶处理的伤口的尺寸则减少到了30.4%，而没有处理的伤口的尺寸则减少到了52.2%。此外，利用含有释放氧气的微球体的水凝胶治疗的伤口在第8天时表现为表皮最厚，但到第16天时表皮最薄，这表明伤口正在愈合，而且炎症水平也在减少。

使用或不用凝胶和氧释放微球处理伤口16天后的代表性图像。

图片来源：Jianjun Guan lab。

在过去14年里，研究者Guan一直在开发这种类型的凝胶，其拥有70种不同的功能和化学结构；Guan表示，在我们将凝胶放入皮肤组织之前，其是一种液体，所以很容易在微球体中混合；一旦我们将凝胶和微球体的混合物放入伤口，其就会变成固体，因为其对温度较为敏感，在较低温度下其是液体，而在体温温度下就会转变成为固体。向伤口运输氧气的一个风险就是输送太多的话会产生活性氧（ROS），而活性氧在水平升高时就会损伤或杀死细胞；研究者开发的新型水凝胶就能清除ROS的含量并对其破坏，从而就消除了任何风险。

接下来，研究人员计划在大型动物模型中使用这种水凝胶，并期望未来能够快速进入到人类临床试验阶段；本文研究中，研究人员提出了一种新的治疗方法，其在不使用药物的情况下会加速慢性糖尿病伤口的愈合，同时也可能会治疗其它氧气不足的疾病，比如周围动脉疾病和冠心病等。综上，本文研究结果表明，在不使用药物的情况下，仅靠持续的氧合作用或许就有望治愈糖尿病伤口。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Ya Guan,Hong Niu,Zhongting Liu, et al. Sustained oxygenation accelerates diabetic wound healing by promoting epithelialization and angiogenesis and decreasing inflammation, Science Advances (2021). DOI:10.1126/sciadv.abj0153