摘要
糖尿病伤口复杂的微环境以高血糖、强烈的氧化应激、持续的细菌感染和复杂的pH波动为特征，阻碍了愈合过程。然而传统的水凝胶伤口敷料对这种独特的生理微环境的智能响应性不足，并且机械性能差、功能单一，无法实现糖尿病伤口的快速愈合。本文开发了两种海鞘纳米纤维素增强的多重响应多功能水凝胶以同时克服这些障碍。具体内容如下: 1、制备了苯硼酸改性季铵化壳聚糖（QCS-PBA）和聚多巴胺包覆海鞘纳米纤维素（PDA@TCNCs）。将QCS-PBA、PDA@TCNCs和聚乙烯醇（PVA）通过席夫碱键和硼酸酯键双重动态共价交联形成水凝胶。对水凝胶单体和水凝胶进行了结构表征，1H-NMR、FT-IR、XRD、TGA、DLS和SEM等表明水凝胶成功制备，并对水凝胶力学性能、智能响应性、可控释药性、抗菌、抗氧化、自愈合、组织粘附、生物学性能等方面进行评价，结果表明水凝胶存在可注射性、优异的自愈合性能、机械性能、凝血止血性能和生物相容性。此外，水凝胶表现出高溶胀率和可降解性，证实了制备的水凝胶作为伤口敷料的可行性。通过引入PDA@TCNCs纳米粒子，水凝胶具有光热抗菌活性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率可达到98％，并增强了附着力（两倍以上）、抗氧化性（80％）和机械性能（伸长率为215.94％,拉伸应力为10.64kPa）,表明了TCNCs的加入对水凝胶的拉伸和压缩性能、粘弹性等都起到了增强的效果。我们进一步在糖尿病大鼠全层皮肤创面模型中注射水凝胶证明，与商业敷料（Tegaderm?film）相比，水凝胶敷料组显著改善了愈合过程，尤其是近红外光照射后的负载胰岛素（INS）水凝胶组在14天后的伤口完全愈合，表明了所制备的水凝胶作为糖尿病创伤敷料的可应用性。 2、以丙烯酰胺（AM）、丙烯酰胺基苯硼酸（AAPBA）、季铵化壳聚糖（QCS）为基体，聚多巴胺包覆海鞘纳米纤维素（PDA@TCNCs）为增强材料“一锅法”自由基聚合得到水凝胶。FT-IR、TGA和SEM证明了水凝胶成功制备，并研究了水凝胶的自修复性、机械性能、抗菌、抗氧化、组织粘附、响应性释药及生物学性能。水凝胶表现出高度拉伸性（断裂伸长率为3800％,断裂强度为89.4kPa）、高弹性（900kPa）和抗疲劳特性，且具有优异的凝血止血性能、生物相容性、自愈合性能、响应性溶胀、降解和响应释药性能。此外，加了PDA@TCNCs的水凝胶能够产生光热抗菌效果，～100％的杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。通过构建糖尿病大鼠全层皮肤创面模型外敷水凝胶进一步表明近红外光照射后的负载盐酸·万古霉素（VAN）的水凝胶具有更快的伤口愈合效率（14天后伤口愈合）。这些都表明，所制备的多重响应多功能性的水凝胶在治疗糖尿病创伤方面具备很大的前景。
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