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主要作者及研究机构

该研究由Fan Zhang、Haijuan Zhang、Shengfu Wang、Mingying Gao、Kaiyi Du、Xinyuan Chen、Yang Lu、Qianqian Hu、Anyu Du、Shenghu Du、Jian Wang、Keqing Shi、Zimiao Chen、Zhuo Li、Zhenglin Li和Jian Xiao等作者共同完成。研究团队主要来自温州医科大学第一附属医院、瓯江实验室（浙江再生医学、视觉与脑健康实验室）、中国科学院大学温州研究院、黑龙江大学化学与材料科学学院以及温州医科大学慈溪生物医学研究所。该研究于2025年发表在《Nature Communications》期刊上。

学术背景

该研究的主要科学领域是再生医学，特别是慢性感染伤口的快速无瘢痕愈合。慢性伤口是全球医疗系统面临的主要挑战之一，尤其是糖尿病、耐药菌感染和免疫缺陷患者中常见的慢性伤口，其病理生理机制极为复杂，且愈合过程常停滞在严重的感染-炎症阶段。传统的抗生素治疗难以抑制耐药菌，且细菌生物膜进一步增加了药物耐药性和炎症反应。此外，过度的炎症反应会导致伤口部位活性氧（ROS）的积累，形成恶性循环，阻碍组织再生。现有的伤口敷料虽然在一定程度上具有抗菌、维持氧化还原平衡和促进增殖的功能，但大多未能合理协调愈合过程的不同阶段，难以实现无瘢痕修复。

该研究的目标是开发一种动态相适应性调节水凝胶（F/R凝胶），通过分阶段释放功能性活性成分，促进慢性感染伤口的快速无瘢痕愈合。F/R凝胶通过其抗菌、抗氧化、抗炎和促再生功能，调节免疫微环境和成纤维细胞亚型，最终实现皮肤的无瘢痕再生。

研究流程

1. 水凝胶的制备与表征
   F/R凝胶通过Schiff碱反应将阳离子多肽（ε-聚赖氨酸，εPL）与醛基透明质酸（HA-CHO）交联而成，并封装了εPL修饰的缺氧纳米铈（εPL-CeO_x）和成纤维细胞生长因子（bFGF）/c-Jun siRNA共载的PLGA微胶囊（F/R MCs）。通过TEM、HRTEM、SEM、XPS、TGA、UV-Vis、FTIR和XRD等技术对水凝胶的成分和结构进行了表征。结果显示，水凝胶具有良好的粘附性、自愈性和可注射性。

2. 抗菌和抗生物膜活性
   研究评估了F/R凝胶对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的抗菌和抗生物膜活性。通过菌落计数、活/死细菌染色和生物膜破坏实验，证实F/R凝胶能够有效抑制细菌生长和生物膜形成，其抗菌效果优于传统抗生素。

3. 抗氧化和抗炎活性
   F/R凝胶中的εPL-CeO_x纳米酶通过Ce³⁺/Ce⁴⁺的快速氧化还原循环清除ROS，调节局部免疫微环境。通过ABTS、DPPH、H₂O₂、•OH和•O₂⁻自由基清除实验，证实F/R凝胶具有显著的抗氧化能力。此外，F/R凝胶通过抑制M1型巨噬细胞的极化，减轻炎症反应。

4. 体内伤口愈合实验
   研究在MRSA感染的小鼠慢性伤口模型和兔耳增生性伤口模型中评估了F/R凝胶的促愈合和抗瘢痕效果。通过伤口闭合率、组织病理学、免疫荧光染色和转录组测序分析，证实F/R凝胶能够加速伤口愈合，减少瘢痕形成，并促进新生血管、毛囊和皮脂腺的再生。

主要结果

1. 水凝胶的制备与表征
   F/R凝胶具有良好的粘附性、自愈性和可注射性，能够适应不规则伤口的覆盖。水凝胶中的εPL-CeO_x纳米酶和F/R MCs能够分阶段释放，分别发挥抗菌、抗氧化、促增殖和抗纤维化作用。

2. 抗菌和抗生物膜活性
   F/R凝胶对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和MRSA的抑制率分别达到89%、89%和95%，且能够有效破坏成熟的生物膜。

3. 抗氧化和抗炎活性
   F/R凝胶通过清除ROS和抑制M1型巨噬细胞的极化，调节局部免疫微环境，促进伤口从炎症阶段向增殖阶段的平滑过渡。

4. 体内伤口愈合实验
   在MRSA感染的小鼠和兔耳伤口模型中，F/R凝胶显著加速了伤口闭合，减少了瘢痕形成，并促进了新生血管、毛囊和皮脂腺的再生。转录组测序分析显示，F/R凝胶通过调节IL-17、NF-κB、JAK-STAT、HIF-1和TGF-β信号通路，实现了无瘢痕修复。

结论

该研究开发了一种动态相适应性调节水凝胶（F/R凝胶），通过分阶段释放功能性活性成分，实现了慢性感染伤口的快速无瘢痕愈合。F/R凝胶通过其抗菌、抗氧化、抗炎和促再生功能，调节免疫微环境和成纤维细胞亚型，最终实现了皮肤的无瘢痕再生。该研究为慢性感染伤口的治疗提供了一种创新的策略，具有重要的科学价值和临床应用前景。

研究亮点

1. 创新的水凝胶设计
   F/R凝胶通过动态相适应性调节功能，分阶段释放抗菌、抗氧化、促增殖和抗纤维化成分，实现了慢性感染伤口的快速无瘢痕愈合。

2. 显著的抗菌和抗生物膜效果
   F/R凝胶对多种耐药菌具有显著的抑制作用，且能够有效破坏成熟的生物膜，优于传统抗生素。

3. 全面的抗氧化和抗炎功能
   F/R凝胶通过清除ROS和抑制M1型巨噬细胞的极化，调节局部免疫微环境，促进伤口的平滑过渡。

4. 无瘢痕再生的实现
   在MRSA感染的小鼠和兔耳伤口模型中，F/R凝胶显著加速了伤口闭合，减少了瘢痕形成，并促进了新生血管、毛囊和皮脂腺的再生。

其他有价值的内容

该研究还通过转录组测序分析，揭示了F/R凝胶通过调节IL-17、NF-κB、JAK-STAT、HIF-1和TGF-β信号通路，实现了无瘢痕修复的分子机制。这些发现为进一步研究慢性感染伤口的治疗提供了重要的理论基础。