关键词：甲基丙烯酰化明胶、聚多巴胺改性氧化石墨烯、单宁酸、多功能可注射水凝胶

Bioactive multifunctional hydrogels accelerate burn wound healing via M2 macrophage-polarization, antioxidant and anti-inflammatory

Mater. Today Bio，Volume 32, June 2025, 101686

https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2025.101686

一、研究背景

烧伤可诱发多种严重并发症，烧伤创面修复领域长期存在创面易感染、渗血量大、血管新生不足、炎症反应持续亢进等临床难题。巨噬细胞的免疫调控在创面愈合的病理生理进程中发挥核心调控作用，诱导巨噬细胞向M2修复型极化，可重塑创面微环境，推动创面由炎症期平稳过渡至增殖修复阶段。本研究构建了经聚多巴胺修饰氧化石墨烯，并共负载单宁酸与镁离子的明胶基多功能支架（GTMG水凝胶），整合止血、抗菌、抗氧化、免疫调控与促血管生成多重生物学功能，将其应用于烧伤创面的愈合加速。

二、材料制备与结构设计

本研究首先以氧化石墨烯（GO）为基底，利用聚多巴胺（PDA）对GO进行表面改性，获得改性氧化石墨烯GA；随后将GA、单宁酸（TA）、Mg²⁺与甲基丙烯酰化明胶（GelMA）前驱液均匀混合，经光交联聚合成型，制备得到GTMG多功能水凝胶支架。该水凝胶具有良好的可注射性与组织粘附性能，可适配形态不规则、存在动态形变的烧伤创面；各功能组分发挥协同效应：GA与Mg²⁺可介导巨噬细胞向M2型极化，诱导血管再生；TA与GA可协同赋予水凝胶广谱抗菌活性；同时该材料本身兼具优异的止血性能、抗炎效应与生物相容性。

三、体外性能与机制研究

1、抗菌、抗氧化与止血性能：TA与GA可协同抑制创面致病菌增殖，清除局部过量活性氧，缓解氧化应激损伤；该水凝胶可快速封堵创面出血灶，实现高效止血。

2、免疫调控效应：GA与Mg²⁺协同诱导巨噬细胞由促炎M1型向修复M2型极化，上调抗炎因子IL-10的表达，抑制炎症细胞浸润，下调局部炎症水平。

3、促血管生成作用：Mg²⁺与GA协同上调人脐静脉内皮细胞（HUVEC）中血管内皮生长因子（VEGF）的表达，促进新生血管形成，改善烧伤局部血液供应。

四、创新点与展望

本研究开发了一款集可注射粘附性、止血、抗菌、抗氧化、免疫调控、促血管化于一体的多功能生物活性水凝胶，该材料通过调控巨噬细胞极化实现烧伤创面免疫微环境重塑，为复杂烧伤创面的临床治疗提供了新型材料策略。后续可进一步优化该体系的组分释放动力学，拓展该水凝胶在慢性难愈创面、感染性创面中的转化应用研究。

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