【摘 要】
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伤口修复尤其是糖尿病伤口目前仍是生活及外科手术中亟待解决的难点问题。细菌感染、过度氧化应激、组织缺氧等问题是慢性伤口修复过程面临的几大难题。开发具有良好抗菌作用、可及时缓解氧化应激、供给氧气并加速伤口修复的多功能伤口敷料具有良好应用前景。纳米酶作为一类具有类酶催化活性的纳米材料,同时具有酶催化活性和纳米材料的多功能性。其多样的纳米酶活性及多功能性使其在伤口修复中具有极大的应用前景,为细菌感染、缓解
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伤口修复尤其是糖尿病伤口目前仍是生活及外科手术中亟待解决的难点问题。细菌感染、过度氧化应激、组织缺氧等问题是慢性伤口修复过程面临的几大难题。开发具有良好抗菌作用、可及时缓解氧化应激、供给氧气并加速伤口修复的多功能伤口敷料具有良好应用前景。纳米酶作为一类具有类酶催化活性的纳米材料,同时具有酶催化活性和纳米材料的多功能性。其多样的纳米酶活性及多功能性使其在伤口修复中具有极大的应用前景,为细菌感染、缓解氧化应激等问题提供了新的解决策略。二氧化锰纳米片（Manganese dioxide nanosheets,MnO2 NSs）是一种典型的过氧化氢纳米酶（Catalase,CAT）,可催化毒性过氧化氢分解为无毒的水和氧气,研究表明其具有一定的光热转换能力和氧化还原反应性。但MnO2 NSs易降解、作用时间短,无法持续发挥催化作用,且单纯纳米酶的使用用量不易控制,金属离子的大量释放可能造成局部不适。结合伤口湿性愈合理论及凝胶的缓释作用,本文基于MnO2NSs和天然高分子透明质酸（Hyaluronic acid,HA）构建了一种无需添加引发剂的MnO2纳米酶功能化的多功能水凝胶敷料以实现MnO2 NSs的缓慢释放、持续发挥纳米酶催化作用以缓解皮肤伤口过度的活性氧（Reactive oxygen,ROS）水平,结合光热抗细菌感染,可加速伤口愈合。（1）MnO2 NSs纳米酶及纳米酶功能化水凝胶的制备:采用物理剥离的方式获得MnO2 NSs,并通过红外、透射电镜、原子力显微镜、X射线衍射等方法表征其形貌结构,以粒径、纳米片厚度作为指标筛选适宜的破碎剥离条件。硫酸钛试验及3,3,4,4-四甲基联苯胺（TMB）试验结果说明MnO2 NSs具有良好的清除H2O2及ROS效果,低浓度MnO2 NSs短时间内可清除大量H2O2。将MnO2 NSs分散液与氨基化透明质酸（Aminated hyaluronic acid,HA-NH2）及邻苯二酚化透明质酸（Atechol hyaluronic acid,HA-DA）溶液等体积混合原位氧化制备HHM水凝胶,硫酸钛试验结果表明该水凝胶具有浓度依赖性和时间依赖性的CAT纳米酶活性。光热成像实验表明其具有优异光热转化能力,10 min光照条件下最高温度可升至61.6°C。此外,溶胀试验、交替应变扫描测试及搭接剪切测试结果说明HHM水凝胶还具有良好的溶胀性能,自我修复性能和组织粘附性能。以上结果表明成功制备可实现MnO2 NSs纳米酶的持续催化作用且保证低水平金属离子释放、具有良好光热效应的多功能水凝胶。（2）HHM凝胶细胞相容性、体内外抗菌、促伤口愈合评价:通过稀释涂布平板法评价HHM水凝胶抗菌效果,光照组菌落几乎为零的结果表明光照组具有良好的体外抗菌作用。细胞毒性试验结果说明HHM水凝胶具有良好细胞相容性。构建糖尿病小鼠感染伤口模型以模拟氧化应激过度的感染伤口,评价HHM水凝胶体内清除ROS、抗菌、加速伤口修复的作用,荧光强度的降低、细菌数量的减少、胶原蛋白沉积增加及伤口明显收缩表明HHM水凝胶可显著降低体内ROS水平,并有良好体内抗菌效果,可提高胶原蛋白沉积水平以加速伤口愈合,7天时伤口愈合率达91.75%,显著高于对照组的48.03%。以上结果表明MnO2 NSs纳米酶功能化水凝胶具有良好细胞相容性及体内外抗菌作用,可通过缓解氧化微环境、杀死并清除伤口细菌、促进胶原沉积以加速糖尿病感染伤口修复,有望应用于糖尿病伤口修复领域。
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