导致高血糖、细菌感染和长期炎症的病理特征糖尿病伤口愈合困难和难以愈合的主要原因。在严重情况下,患者截肢的风险可能会增加。此外,与其他伤口一样,糖尿病伤口在愈合后往往伴有疤痕,这也是临床上尚未解决的问题之一。
近日,兰州大学口腔医学院范增杰教授、刘斌教授团队与康涅狄格大学孙陆毅教授团队合作,提出了通过自供电酶微针片促进糖尿病伤口愈合、防止疤痕形成的新策略。针对糖尿病伤口的病理特征,充分利用微针(MN)贴片具有微创、无痛、自固定等技术优势,结合生物燃料电池具有以糖为燃料、生物相容性好、电流稳定持久的特点,创新设计制造了自供电酶联MN贴片。该贴片由阳极和阴极MN阵列组成,分别包含葡萄糖氧化酶,葡萄糖氧化酶包裹在ZIF-8纳米颗粒中(GOX)还有辣根过氧化物酶(HRP)。MN贴片中的酶促级联反应能有效降低糖尿病伤口的局部高血糖,产生稳定的微电流,促进糖尿病伤口的快速愈合。
图1. 该研究的路线图
结果表明,由于MN贴片的降糖、抗菌、抗炎和生物电刺激的协同作用,使用MN贴片治疗糖尿病伤口(伤口面积1cm2)后三周内可以快速、完全地愈合疤痕。因此,本研究提出了一种有效的方法,可以快速促进糖尿病伤口愈合,防止疤痕形成,有望改变糖尿病伤口难以愈合的现状,在临床创伤修复中具有广阔的应用前景。
图2. 伤口愈合照片及H&E染色
这一成就在《科学进步》中(ScienceAdvances)期刊上发表了题为“Self-powered enzyme-linked microneedle patch for scar-prevention healing of diabetic wounds"研究论文。兰州大学是本研究论文的第一个完成单位。2020年兰州大学口腔医学院研究生张向丽是论文的第一作者。范增杰教授、兰州大学口腔医学院刘斌教授、康涅狄格大学孙陆毅教授是论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、兰州大学中央大学基础科研业务费等项目的共同资助。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh1415
(原标题:兰州大学研究团队提出通过自供电酶联微针贴片预防糖尿病伤口疤痕愈合)