《AM·综述》基于水凝胶的ROS调节策略：重塑晚期糖尿病伤口修复中的氧化应激失衡

糖尿病患者的创面由于高血糖和氧化还原失衡，容易复发溃疡和无法愈合，严重影响患者的生活质量。伤口中过量的活性氧(ROS)会破坏蛋白质和核酸，激活炎症，抑制免疫，从而阻碍修复。越来越多的证据表明，利用微环境中的高氧化应激和调节ROS水平来克服修复障碍已成为治疗慢性糖尿病伤口的突破。水凝胶具有良好的生物相容性和可设计性，是智能ROS调节的关键。本文详细介绍了ROS在糖尿病皮肤损伤过程中的作用，包括诱导氧化损伤、加重炎症和免疫失衡、降解细胞外基质(ECM)、抑制新生血管和抑制神经修复。然后，讨论了基于水凝胶平台的ROS调节策略。工程水凝胶通过外部刺激，如光、超声波和电，或伤口中高血糖、氧化应激和酸度的微环境，甚至在特定的时空环境中双向调节ROS水平。此外，概述了ROS调控的水凝胶在糖尿病创面愈合过程中的治疗和修复潜力，指出了目前糖尿病创面治疗领域的不足，并对未来进行了展望。

文章重点介绍了基于水凝胶平台的ROS调控策略，包括通过外源光、电、声刺激或内源葡萄糖、pH、H₂O₂等响应机制，实现ROS的定向升高（抗菌）或清除（抗炎、促修复）。水凝胶作为智能载体，可负载抗氧化酶、金属纳米酶、天然多酚、气体分子等功能组分，兼具ROS响应性与组织再生促进能力，构建出“抗菌-抗炎-修复”一体化微环境重塑系统。

图1 糖尿病创面ROS的发病机制及水凝胶的ROS调控策略和治疗效果

图2 糖尿病创面产生、清除和双向调节ROS的水凝胶设计方案

本文进一步总结了ROS调控水凝胶在糖尿病伤口治疗中的多重疗效，包括抗菌、抗炎、恢复线粒体功能、缓解缺氧、促进血管与神经再生，甚至实现毛囊等皮肤附件的再生。尽管该策略展现出广阔前景，但仍面临材料稳定性、ROS调控精准性、降解-再生同步性及临床转化等挑战。未来需结合单细胞组学、3D生物打印与智能传感技术，推动其向个性化、可视化、闭环治疗方向发展。

图3 ROS调节水凝胶在糖尿病创面愈合中的多功能治疗作用

最后，作者指出，ROS调控水凝胶在糖尿病伤口治疗中仍面临物理性能弱、降解与再生不同步、ROS调控难精准、生物学机制不清、多组织协同修复难、动态监测反馈缺失及临床转化门槛高等挑战；未来需通过温度敏感设计、动态自适应网络、ROS实时监测、单细胞组学解析、3D生物打印与传感技术融合，构建“感知-反馈-调控”闭环系统，打通产学研医一体化路径，实现从实验室到临床的跨越。

图4 挑战与前景

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