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Bioactive Materials|西北有色金属研究院周文昊/袁萍耘:乳酸菌外泌体驱动的光热水凝胶促进糖尿病伤口修复

糖尿病伤口愈合是临床重大挑战。长期高血糖损害生理功能,导致伤口愈合能力下降,严重影响患者生活。其核心问题在于血管新生不足与持续炎症微环境相互抑制,阻碍组织修复。巨噬细胞的M2型极化在缓解炎症和促进血管新生中起着关键作用。然而,传统的巨噬细胞调节策略在糖尿病伤口治疗中面临诸多限制,如伦理问题、提取过程复杂和难以大规模生产等。近年来,乳酸菌(Lactobacillus bulgaricus)来源的外泌体(Lac-EVs)因其在大规模生产、成本效益和标准化纯化方面的优势而受到关注。研究表明,Lac-EVs能够增强血管新生并加速伤口愈合,但其在糖尿病伤口中的应用仍面临生物利用度低的问题,需要一种高效的递送系统来提高其疗效。

近日,西北有色金属研究院周文昊/袁萍耘团队联合西安组织工程与再生医学研究所王向东团队西安交通大学第二附属医院刘涛团队Bioactive Materials杂志上发表题为“Lactobacillus extracellular vesicle-driven oxygen-releasing photothermal hydrogel reprograms macrophages and promotes angiogenesis to accelerate diabetic wound healing”的论文,主要介绍了乳酸菌外泌体驱动的光热水凝胶在促进糖尿病伤口修复中的应用研究。第一作者为西北有色金属研究院袁萍耘通讯作者为西安组织工程与再生医学研究所王向东、西北有色金属研究院周文昊、西安交通大学第二附属医院刘涛

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该研究开发了一种基于壳聚糖(CS)的光热水凝胶(PCPH@Lac-EVs),用于高效递送Lac-EVs,以协同解决糖尿病伤口愈合过程中血管新生不足与持续炎症的难题。该水凝胶通过席夫碱交联反应制备,具备良好的自愈性能、组织粘附性和生物相容性,可贴合不规则创面并实现Lac-EVs的持续释放。此外,PCPH@Lac-EVs能够补充氧气,并在近红外(NIR)照射下发挥光热效应。体外实验表明,PCPH@Lac-EVs能有效诱导巨噬细胞向M2型极化,增强内皮细胞迁移与血管生成。在糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型中,PCPH@Lac-EVs结合NIR照射在13天内实现了99.3%的伤口愈合,显著优于未处理对照组(72.3%)。机制研究发现,愈合加速源于氧气释放与温和光热刺激共同作用,协同增强Lac-EVs介导的免疫调节与功能型血管新生,从而显著促进糖尿病伤口修复。

该研究通过构建一种多功能水凝胶递送系统,有效克服了Lac-EVs在糖尿病伤口治疗中的递送瓶颈,显著增强了其疗效。该系统不仅提高了Lac-EVs的生物利用度,还通过氧气释放和光热刺激进一步增强了其抗炎和促血管新生的能力,为糖尿病伤口治疗提供了一种具有临床转化潜力的新策略。

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参考文献:

Lactobacillus extracellular vesicle-driven oxygen-releasing photothermal hydrogel reprograms macrophages and promotes angiogenesis to accelerate diabetic wound healing. Bioactive Materials 2025, 54, 144-158.

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