近日国际学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（SCI一区TOP期刊，IF=7.7）在线发表了新葡萄8883官网AMG21级生物学硕士研究生兰玉龙的研究成果“A modified hyaluronic acid hydrogel with strong bacterial capture and killing capabilities for drug-resistant bacteria-infected diabetic wound healing”。

目前，全球约有5.37亿人患有糖尿病，据估计，到2045年，这一数字将增至7.83亿。在这一人群中，约有34%的人在一生中的某个阶段有可能患上足部溃疡。这些糖尿病足溃疡（DFUs）会带来严重后果，包括功能障碍、感染风险增加、频繁入住医疗机构、潜在的下肢缺失，甚至死亡风险升高。在糖尿病伤口中，高血糖环境为细菌定植和生物膜形成提供了最佳环境。此外，细菌感染可与促炎症微环境协同作用，从而导致持续炎症，阻碍糖尿病伤口愈合。因此，有效解决糖尿病伤口感染问题有利于促进糖尿病伤口愈合。

抗生素是目前治疗糖尿病伤口愈合中细菌感染的常用方法。然而，长期大量使用这些治疗方法导致细菌耐药性增加，出现了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等抗生素耐药菌株。MRSA顽强的生命力使得抗生素的药效越来越强，剂量越来越大，从而增加了药物不良反应的可能性。因此，传统的抗生素策略对 MRSA 相关伤口的疗效越来越差，这表明医疗保健领域迫切需要替代疗法。大量研究都集中在开发能有效抵抗MRSA感染的糖尿病伤口感染的敷料上。

多糖水凝胶因其与生俱来的抗菌特性、广泛的杀菌能力、可定制的物理特性和优异的生物相容性在各种敷料中脱颖而出。这些水凝胶富含水分，有助于保持伤口中的水分，从而降低疤痕组织形成的可能性。此外，水凝胶还能吸收伤口分泌物，并有效阻止微生物侵入。壳聚糖是一种天然阳离子多糖，常用于制造抗菌水凝胶。其带正电荷的表面与带负电荷的细菌膜发生静电相互作用，破坏其渗透性和流体动力学，从而发挥抗菌作用。传统壳聚糖水凝胶的抗菌功效通常取决于细菌对其多孔基质的渗透。然而，这一过程需要大量时间，并可能导致炎症持续存在，阻碍伤口快速愈合。因此，迅速检测和中和细菌对于提高水凝胶的抗菌功效至关重要。

一项创新发现苯硼酸基团与顺式二醇分子（通常是位于细菌表面的糖蛋白）之间能够形成共价键，而这些共价键越来越多地被用于细菌检测。这也表明，将用于捕获细菌的苯硼酸基团和用于消灭细菌的季铵盐整合到多糖基水凝胶敷料中可能是实现高效抗菌活性的一条可行途径。基于此，新葡萄8883官网AMG21级硕士研究生兰玉龙所在的廖志勇教授课题组和国科温州研究院沈建良研究员团队联合探索了一种解决糖尿病伤口细菌感染的新方法。主要思路是通过在水凝胶基质中加入功能基团苯硼酸和季铵盐，形成了一种HAQ水凝胶屏障，而HAQ屏障能有效捕捉细菌，然后将其消灭，有助于减少炎症，促进伤口从炎症期向增殖期过渡进而加速糖尿病感染性伤口的愈合。这种敷料以透明质酸为基础，用甲基丙烯酸酐对其进行改性，并在改性透明质酸基质中添加了特殊的功能基团：苯基硼酸（用于捕捉细菌）和季铵壳聚糖（用于消灭细菌）。正如预期的那样，HAQ 系统在体外和体内对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐多药铜绿假单胞菌都有很强的抗菌效果。最终成果研发出了一种多功能多糖水凝胶敷料HAQ并将其用于控制糖尿病伤口的细菌感染，为治疗受耐药菌感染的糖尿病伤口提供了巨大的潜力。

图1. (A)HAQ 水凝胶的合成途径。(B) HAQ 水凝胶促进伤口愈合的过程。

温州大学为第一署名单位，新葡萄8883官网AMG21级硕士研究生兰玉龙为第一作者，廖志勇和沈建良为通讯作者。该研究工作得到了国家基金委等支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135301