Цветочувствительные самовосстанавливающиеся гидрогелевые микросферы для лечения ран

Хронические диабетические раны — распространённая и трудноизлечимая медицинская проблема. Создание многофункциональных гидрогелевых повязок с продуманной морфологией и структурой может повысить их эффективность.

Группа учёных под руководством профессора Хонгбо Чжана из Университета Або Академи (Финляндия) разработала самовосстанавливающуюся гидрогелевую повязку на основе структурно окрашенных микросфер. Исследование опубликовано в журнале Nano-Micro Letters.

Состав и свойства микросфер:

  • Основу составляет обратная опаловая структура с фототермической чувствительностью из метакрилированной гиалуроновой кислоты, метакрилированного фиброина шёлка и квантовых точек чёрного фосфора (BPQDs).
  • Эта структура внедрена в динамический гидрогель, образованный реакцией Кнёвенагеля между цианоацетатом и бензальдегид-функционализированным декстраном (DEX-CA и DEX-BA).
  • Благодаря фототермическому эффекту BPQDs и термообратимому изменению жёсткости гидрогеля, микросферы под действием ближнего инфракрасного (БИК) излучения способны сцепляться друг с другом.
  • Микросферы загружены двумя препаратами: мелиттином и фактором роста эндотелия сосудов (VEGF). Их высвобождение регулируется тем же БИК-механизмом, а процесс можно визуально отслеживать по изменению цвета системы.

Эффективность in vivo:

Эффективность композитных микросфер (CMPs) оценивали на модели инфицированной хронической диабетической раны у крыс Sprague-Dawley (SD). Диабет индуцировали инъекцией стрептозотоцина (STZ).

  • Заживление раны: Группа, получавшая CMPs с двумя препаратами + БИК-облучение, показала наилучшие результаты по площади закрытия раны и толщине регенерированного эпителия, значительно опередив другие группы.
  • Коллаген: Окрашивание по Мэссону выявило более выраженное отложение и упорядоченность коллагена в группе с загруженными CMPs, что подтвердило их способность стимулировать формирование внеклеточного матрикса.
  • Неоваскуляризация: Иммунофлуоресцентное окрашивание на CD31 показало, что в группе CMPs@AMP&VEGF + NIR образование новых кровеносных сосудов (экспрессия CD31) было максимальным.

Результаты демонстрируют, что синергия БИК-контроля и интеллектуальной чувствительности CMPs играет ключевую роль в ускоренном заживлении ран.