糖尿病患者伤口愈合困难是临床常见难题，其核心原因包括高血糖对细胞的毒性作用及促进糖基化终末产物堆积、血管与神经病变导致的局部血供和神经功能障碍、免疫功能低下与炎症反应失调，以及胰岛素抵抗和生长因子不足等代谢与激素异常；影响因素涉及血糖控制水平、伤口部位与深度、感染与生物膜形成、营养状态及并发症等^[1,2]。为有效应对糖尿病创面愈合困难这一临床难题，科研领域已研发出多种功能性伤口敷料材料。其中，水凝胶敷料凭借其显著的生物相容性优势、卓越的物理机械性能、可实现的功能化修饰特性以及多样化的合成工艺路径，在各类伤口敷料中展现出独特的应用价值^[3]。

齐齐哈尔医学院药学院隋小宇团队在International Journal of Biological Macromolecules （IF：7.7）期刊发表研究表明，灵芝多糖/羧甲基壳聚糖水凝胶可以调节巨噬细胞极化以促进伤口愈合。doi：10.1021/acs.biomac.5c00112

该团队以氧化的灵芝多糖 (OGLP)、海藻酸钠 (SA) 和羧甲基壳聚糖 (CMC) 为基质，首次制备了一种具有双网络结构的 OGLP-CMC/SA 水凝胶，在调节巨噬细胞极化及促进伤口愈合领域展现出独特优势，其作用机制涉及材料特性、细胞信号调控及微环境重塑等多个层面（图1）。

巨噬细胞在伤口愈合中存在两种极化表型：M1 型（促炎表型）：分泌 TNF-α、IL-6 等促炎因子，清除病原体和坏死组织，主导炎症期（伤后 1-3 天）。M2 型（抗炎 / 修复表型）：分泌 IL-10、TGF-β 等抗炎因子，促进血管生成、胶原合成及组织重塑，主导增殖期与重塑期（伤后 3 天至数周）。伤口愈合需要 M1 向 M2 的动态转换，若极化失衡（如 M1 过度激活），会导致慢性炎症和愈合延迟。水凝胶作为生物材料载体，可通过释放活性成分或调控微环境，精准调控巨噬细胞极化方向，平衡炎症 - 修复进程。

图 1. OGLP-CMC/SA 水凝胶的制备及其作为伤口修复敷料应用的示意图

灵芝多糖（Ganoderma lucidum polysaccharides, GLPs）能促进巨噬细胞向 M2 型极化， 可上调 M2 型标志物（如 CD206、Arg-1）的表达，同时抑制 M1 型因子（如 iNOS）的释放，从而降低炎症反应，促进修复。羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl chitosan, CMC）具有良好的生物相容性与降解性，可形成三维网络结构，为细胞粘附和迁移提供支架。

该研究表明OGLP-CMC/SA 水凝胶显著促进 M2 型标志物 CD206 表达（上调 2.3 倍），抑制 M1 型标志物 iNOS（下调 1.8 倍）。TNF-α 水平降低 40%，IL-10 水平升高 60%。与 CMC/SA 水凝胶相比，OGLP-CMC/SA 水凝胶更有效地改善了成纤维细胞的迁移和增殖。

此外OGLP-CMC/SA 水凝胶还具有抗氧化和抗菌作用，结果表明8% OGLP-CMC/SA 水凝胶胞内 ROS 荧光强度降至 0.047±0.016，接近对照组 0.032±0.005。对金黄色葡萄球菌抑制率 96.94±2.59%，大肠杆菌 61.83±2.12%，为 CMC/SA 组的 4 倍（如图2、3）。

图2 (a) 采用激光共聚焦技术分析对照组（TCP 培养皿）、LPS 组、CMC/SA 水凝胶组和 OGLP-CMC/SA 水凝胶组处理后 Raw 264.7 细胞中 CD206 和 CD86 的表达情况。M1 型巨噬细胞（CD86，绿色），M2 型巨噬细胞（CD206，绿色）（比例尺 = 100 μm）。(b) M2 型巨噬细胞百分比统计图（n=3）。(c) M1 型巨噬细胞百分比统计图（n=3）。(d) 和 (e) 采用试剂盒检测肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）和白细胞介素 - 10（IL-10）的细胞因子水平。(f) L929 细胞在对照组（TCP 培养皿）、CMC/SA 水凝胶和 OGLP-CMC/SA 水凝胶上培养 0、1、3 天的增殖情况（n=3）。(g) 划痕实验图像和 (h) CMC/SA 水凝胶与 OGLP-CMC/SA 水凝胶上 L929 细胞迁移能力的定量分析（n=3）（比例尺 = 50 μm）。(i) 和 (j) 采用 DCFH-DA 法检测细胞内活性氧（ROS）水平。（比例尺 = 100 μm）及 ROS 荧光强度定量分析（n=3）

止血是伤口愈合的第一步，清创后持续出血不容忽视。因此，水凝胶能否有效止血将影响伤口表面的自然愈合过程。研究采用小鼠肝出血模型测试了水凝胶的止血性能，结果显示，水凝胶组的出血量明显少于对照组，与CMC/SA 水凝胶组，4% OGLP-CMC/SA 水凝胶组的出血量显著减少（p<0.01）（图2），表明 OGLP 的加入进一步增强了 4% OGLP-CMC/SA 水凝胶的止血潜力。

图 3.（a）CMC/SA（1）、OGLP-CMC/SA（2）和 SA（3）水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈照片。（b）和（c）水凝胶处理后的相应统计直方图。（d）对照组（未处理）、CMC/SA 和 OGLP-CMC/SA 水凝胶处理后 0、10、30 和 60 秒时出血肝脏的代表性照片。（e）对照组（未处理）、CMC/SA 和 OGLP-CMC/SA 水凝胶处理的受伤肝脏的总失血量（n=3）。（f）对照组（生理盐水）、0.1% Triton X-100、CMC/SA 和 OGLP-CMC/SA 水凝胶的溶血百分比（n=3）。数据表示为平均值 ± 标准差；*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

炎症启动整个愈合级联反应并与增殖期重合，这对伤口愈合很重要。通过体内和体外实验评估OGLP/CMC-SA 水凝胶治疗糖尿病伤口的炎症变化表明，OGLP-CMC/SA 水凝胶通过促进 M2 巨噬细胞极化和在伤口愈合过程中增强肉芽组织和胶原沉积的生成来调节伤口中的炎症反应。

图 4.（a）不同组伤口组织切片在第 3、7、14 和 21 天的 H&E 染色代表性图像（比例尺 = 200μm）。（b）治疗后 21 天不同伤口的表皮厚度量化结果（n=3）。（c）治疗后 21 天不同伤口的胶原沉积强度量化结果（n=3）。（d）第 3、7、14 和 21 天的 Masson 三色染色图像（比例尺 = 200μm）。（e）治疗后第 7 天伤口床组织的免疫荧光染色图像：M1 型巨噬细胞（CD86，绿色）、M2 型巨噬细胞（CD206，绿色）、F4/80（红色）和细胞核（DAPI，蓝色）（比例尺 = 100μm）。（f）M1 型巨噬细胞百分比的统计图表（n=3）。（g）M2 型巨噬细胞百分比的统计图表（n=3）。数据以平均值 ± 标准差表示；*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

通过有机凝胶-聚合物网络（OGLP）技术构建而成的这种具有多重生物活性的新型水凝胶材料体系，在组织工程与再生医学领域展现出了独特的应用价值。该水凝胶网络不仅具备优异的机械性能和生物相容性，更重要的是其独特的三维多孔结构能够有效负载多种生物活性因子，如生长因子、抗菌肽和细胞外基质成分等。这种多功能特性使得该水凝胶在慢性糖尿病伤口修复方面表现出显著优势：一方面，其持续释放的生物活性物质可以促进血管新生和组织再生；另一方面，其良好的保湿性和透气性有助于维持伤口微环境的稳定性。临床前研究表明，这种基于OGLP构建的新型水凝胶能够显著加速糖尿病溃疡的愈合过程，减少感染风险，并改善最终的愈合质量。因此，这种创新性的水凝胶网络系统为慢性难愈合性糖尿病伤口的治疗提供了一种安全、有效且极具临床转化潜力的新型治疗策略。

参考文献

[1]Wang L, Zhang X, Yang K, et al. A Novel Double-Crosslinking-Double-Network Design for Injectable Hydrogelswith Enhanced Tissue Adhesion and Antibacterial Capability for Wound Treatment [J]. Advanced FunctionalMaterials, 2020, 30(1): 1904156.

[2]Yang L, Zhang D, Li W, et al. Biofilm Microenvironment Triggered Self-Enhancing Photodynamic ImmunomodulatoryMicroneedle for Diabetic Wound Therapy [J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 7658.

[3]Liang Y, He J, Guo B. Functional Hydrogels as Wound Dressing to Enhance Wound Healing [J]. ACS Nano, 2021,15(8): 12687-12722.