《AM·綜述》基于水凝膠的ROS調節策略：重塑晚期糖尿病傷口修復中的氧化應激失衡

糖尿病患者的創面由于高血糖和氧化還原失衡，容易復發潰瘍和無法愈合，嚴重影響患者的生活質量。傷口中過量的活性氧(ROS)會破壞蛋白質和核酸，激活炎癥，抑制免疫，從而阻礙修復。越來越多的證據表明，利用微環境中的高氧化應激和調節ROS水平來克服修復障礙已成為治療慢性糖尿病傷口的突破。水凝膠具有良好的生物相容性和可設計性，是智能ROS調節的關鍵。本文詳細介紹了ROS在糖尿病皮膚損傷過程中的作用，包括誘導氧化損傷、加重炎癥和免疫失衡、降解細胞外基質(ECM)、抑制新生血管和抑制神經修復。然后，討論了基于水凝膠平臺的ROS調節策略。工程水凝膠通過外部刺激，如光、超聲波和電，或傷口中高血糖、氧化應激和酸度的微環境，甚至在特定的時空環境中雙向調節ROS水平。此外，概述了ROS調控的水凝膠在糖尿病創面愈合過程中的治療和修復潛力，指出了目前糖尿病創面治療領域的不足，并對未來進行了展望。

文章重點介紹了基于水凝膠平臺的ROS調控策略，包括通過外源光、電、聲刺激或內源葡萄糖、pH、H?O?等響應機制，實現ROS的定向升高（抗菌）或清除（抗炎、促修復）。水凝膠作為智能載體，可負載抗氧化酶、金屬納米酶、天然多酚、氣體分子等功能組分，兼具ROS響應性與組織再生促進能力，構建出“抗菌-抗炎-修復”一體化微環境重塑系統。

圖1 糖尿病創面ROS的發病機制及水凝膠的ROS調控策略和治療效果

圖2 糖尿病創面產生、清除和雙向調節ROS的水凝膠設計方案

本文進一步總結了ROS調控水凝膠在糖尿病傷口治療中的多重療效，包括抗菌、抗炎、恢復線粒體功能、緩解缺氧、促進血管與神經再生，甚至實現毛囊等皮膚附件的再生。盡管該策略展現出廣闊前景，但仍面臨材料穩定性、ROS調控精準性、降解-再生同步性及臨床轉化等挑戰。未來需結合單細胞組學、3D生物打印與智能傳感技術，推動其向個性化、可視化、閉環治療方向發展。

圖3 ROS調節水凝膠在糖尿病創面愈合中的多功能治療作用

最后，作者指出，ROS調控水凝膠在糖尿病傷口治療中仍面臨物理性能弱、降解與再生不同步、ROS調控難精準、生物學機制不清、多組織協同修復難、動態監測反饋缺失及臨床轉化門檻高等挑戰；未來需通過溫度敏感設計、動態自適應網絡、ROS實時監測、單細胞組學解析、3D生物打印與傳感技術融合，構建“感知-反饋-調控”閉環系統，打通產學研醫一體化路徑，實現從實驗室到臨床的跨越。

圖4 挑戰與前景

https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c01705