《IJBM》益生菌水凝胶修复糖尿病创面

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研究背景

糖尿病足溃疡等慢性创面是糖尿病患者致残和生活质量下降的主要原因之一。与普通创面不同，糖尿病创面的愈合过程受到多重不利因素影响：持续高血糖导致的氧化应激加剧组织损伤；慢性炎症环境使伤口长期停滞在炎症期；局部菌群失衡与生物膜形成增加感染风险；微循环障碍又进一步延缓组织再生。这些因素相互作用，使糖尿病创面成为康复医学中修复难度极高的一类损伤。

传统的敷料主要发挥物理屏障作用，难以主动干预创面微环境。近年来，益生菌被证实可通过分泌乳酸、抗菌肽等代谢产物调节局部菌群、抑制病原菌、缓解炎症，展现出创面修复的潜力。然而，益生菌在开放伤口环境中容易失活，其活性、释放和作用时间难以精确控制。如何在创面部位实现益生菌与天然活性成分的稳定递送和响应式释放，成为推动生物治疗策略走向临床康复应用的关键问题。

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研究概述

本研究通过将微囊化技术与pH响应水凝胶相结合，构建了一种能够协同递送益生菌（LB）与天然产物（MG）的多功能敷料平台OPM@GLB。研究团队首先将益生菌与MG共同封装于微囊中，形成OPM微囊，以保护益生菌在制备与储存过程中的活性；随后将OPM微囊嵌入具有pH响应特性的明胶基水凝胶（GEL）基质中，最终得到OPM@GLB复合水凝胶。该体系的设计核心在于：微囊化提供益生菌保护，水凝胶提供湿润创面环境与响应式释放，两者协同实现活性成分在创面部位的可控递送。

图1：OPM@GLB水凝胶的构建示意图与作用机制

（图片来自原文）

OPM@GLB水凝胶展现出良好的溶胀性能和适宜的降解速率，能够为创面提供湿润的修复环境。降解实验表明，水凝胶在偏碱性（糖尿病创面典型pH微环境）条件下降解速率明显加快，展现出对创面微环境的响应特性。MG的释放实验进一步证实了这种响应释放行为，能够根据创面pH变化实现药物的按需释放。

在益生菌活性维持方面，OPM@GLB水凝胶中的LB在液体MRS培养基中培养后，OD₆₀₀值与游离LB相当，表明微囊化过程有效保护了益生菌的活性。研究团队还系统检测了益生菌在水凝胶中释放的乳酸、蛋白质、多糖和核酸等代谢产物，结果显示这些具有抗菌、抗炎和促修复功能的活性因子能够持续从体系中释放，为创面修复提供长期作用。

图2：OPM@GLB水凝胶的表征

（图片来自原文）

在糖尿病小鼠创面模型中，研究团队进一步验证了OPM@GLB水凝胶的体内修复效果。结果显示，与对照组相比，OPM@GLB组治疗14天后创面完全闭合，而普通水凝胶组仍有约20%创面未愈；组织学上，治疗组上皮厚度达72.5 μm，新生血管增加近一倍。组织学分析表明，该组的表皮再生更完整、胶原沉积更规则、新生血管数量更多，展现出对糖尿病创面愈合的显著促进作用。进一步的机制研究显示，OPM@GLB水凝胶通过多重路径促进创面修复：益生菌代谢产物调节局部菌群、抑制病原菌生长；MG发挥抗氧化与抗炎作用，缓解高糖引起的氧化应激；炎症因子水平下调，促进创面从炎症期向增殖期过渡。脾脏组织学分析还提示该敷料具有良好的生物安全性，未引起明显的全身免疫异常。

图3：体内创面愈合评价

（图片来自原文）

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研究意义

糖尿病创面康复是一个涉及组织修复、微环境调节和感染控制的综合过程，单一策略往往难以奏效。这项研究通过将微囊化技术与pH响应水凝胶相结合，实现了益生菌与天然产物的协同递送，从"活菌治疗+天然产物调控"两个维度同时干预糖尿病创面的病理微环境，为慢性伤口修复提供了新的思路。

从康复应用的角度看，OPM@GLB水凝胶具备多个契合临床需求的特性：响应式释放减少了频繁换药的负担；益生菌协同作用降低了对抗生素的依赖；良好的生物相容性适合长期使用；促修复效果有望缩短创面愈合周期，帮助糖尿病患者更早恢复日常功能与生活质量。若未来能进一步结合可穿戴监测、智能敷料等技术，该平台有望发展为糖尿病创面康复的一体化管理方案，为慢病康复领域带来新的可能。

参考文献：

[1] Sun, Y., Miao, Q., Zhao, G. et al. Construction of oxidized dextran-based pH/ROS responsive hydrogel with live bacterial microcapsules for accelerating diabetic wound healing via reducing inflammatory factors. International Journal of Biological Macromolecules(2026). https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.151405