【科研快讯】郭维华教授团队在国际知名期刊Chemical Engineering Journal 发表高水平文章

近日，口腔医学领域知名专家、云岭学者、昆明医科大学口腔医学院暨附属口腔医院郭维华教授及其团队，以“A multifunctional injectable hydrogel for boosted diabetic wound healing assisted by Quercetin-ZIF system”为题，在国际知名期刊Chemical Engineering Journal 发文，阐述发现槲皮素-沸质咪唑酸框架的可注射水凝胶系统可辅助促进糖尿病伤口愈合。郭维华教授为论文唯一通讯作者，论文第一作者为四川大学华西口腔医院巩靖蕾博士。该研究工作得到了国家自然科学基金、云南省科技厅重大科技专项的资助。该文也在昆明医科大学官网展示。

糖尿病相关慢性伤口，是糖尿病最严重、最常见且最昂贵的并发症之一，其愈合过程异常且延迟，传统治疗方法常常无法根本解决由持续高血糖引起的细胞功能障碍，因此迫切需要具有多功能性的生物材料来促进伤口愈合。这篇论文研究了一种多功能可注射水凝胶结合槲皮素（QCT）-ZIF-8体系，以促进糖尿病伤口愈合。研究团队开发的这种水凝胶，旨在调节亚细胞和细胞功能，解决糖尿病相关慢性伤口愈合过程中遇到的主要障碍，如血管生成功能障碍、炎症反应延迟、氧化应激和细菌感染易感性。

QCT@HZ-CT水凝胶的制备和应用

研究人员首先将槲皮素负载到沸石咪唑骨架（ZIF-8）纳米颗粒中，并通过透明质酸（HA）修饰ZIF-8，以延长其血液循环时间并提高其稳定性。然后，将这些QCT@HZ纳米颗粒掺入羧甲基壳聚糖/鞣酸（CT）动态水凝胶中，形成QCT@HZ-CT水凝胶。这种水凝胶通过动态离子键和氢键自交联，具有良好的生物相容性和可注射性。在一系列体外和体内实验中，QCT@HZ-CT水凝胶在多方面表现出卓越的性能。首先，在抗菌性能方面，QCT@HZ-CT水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出显著的抗菌效果，能够有效破坏细菌的细胞壁和细胞膜，导致细菌死亡。其次，在细胞功能保护和ROS清除方面，QCT@HZ-CT水凝胶在高血糖环境下显示出良好的细胞相容性，能够促进细胞增殖，优化细胞骨架并增强角质细胞分化，同时具有清除ROS和抗凋亡的能力。此外，QCT@HZ-CT水凝胶还能通过消除线粒体ROS和膜电位损伤，保护线粒体功能，维持细胞能量代谢，并缓解由高血糖诱导的内质网应激。在促进血管内皮细胞迁移和血管生成方面，QCT@HZ-CT水凝胶通过持续释放QCT和Zn2+，显著促进HUVEC细胞迁移和血管生成。在糖尿病大鼠模型中，QCT@HZ-CT水凝胶显著加速了伤口愈合过程，改善了新生上皮组织厚度和胶原沉积，促进了组织修复和减少瘢痕形成。总体而言，QCT@HZ-CT水凝胶通过多重机制，包括抗菌、促进细胞增殖、保护线粒体功能、缓解内质网应激、促进血管生成等，有效促进了糖尿病伤口的愈合。这一研究为糖尿病慢性伤口愈合提供了一种潜在的多效治疗策略，同时也为其他代谢性和炎症性疾病的治疗设计提供了新思路。

QCT@HZ-CT水凝胶在糖尿病伤口治疗中应用的机制

该篇论文的发表，体现了郭维华教授团队扎实的科研实力及创新的科研思维，以及郭维华教授作为学院（医院）学科领军人才的卓越贡献，相信在优秀团队的带领下，在全院科研工作者的辛勤努力下，昆明医科大学口腔医学院暨附属口腔医院的科研工作将驶入快车道，产出更多高质量成果。

昆明医科大学网站文章展示链接：

https://www.kmmu.edu.cn/Pages_2555_52168.aspx

全文阅读链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153425