长效抗炎型水凝胶敷料的构建及其促进慢性创面修复的机制研究

Hydrogel dressing combining with antibiotics therapy has shown great potential for chronic wound repair in clinic. However, the lack of long-lasting anti-inflammatory limits its development. Achieving long-acting anti-inflammatory by activating immune cells will be an effective way to treat chronic wounds. This project intends to synthesize an LL37 peptide loaded porous silicon nanoparticle/gelatin/polyacrylamide composite hydrogel wound dressing with expected functions of controlled delivery of LL37 peptide, long-acting anti-inflammatory and antibacterial and rapid degradation under UV. Firstly, gelatin/polyacrylamide tough gels with disulfide bonds will be prepared. The relationship between disulfide bond content, photoinitiator concentration, UV light power and degradation kinetics will be explored. Secondly, porous silicon nanoparticles (PSiNPs) will be served as a carrier. The structure-effect relationship between particle size and structure of PSiNPs and loading and sustained release of LL37 peptide will be studied. Thirdly, the dose-effect relationship between sustained release of LL37 peptide and secretion of inflammatory chemokines in macrophages as well as regulating effect of P38MAPK signaling pathway will be elucidated. Fourthly, the SD rat skin injury model will be used to evaluate the wound repair performance. The long-acting anti-inflammatory mechanism by sustained release of LL37 peptide to activate the immune cells will be emphatically analyzed. The role of P38MAPK signaling pathway in regulating the immune system to achieve long-acting anti-inflammatory will be revealed. The research results will provide a reference for the optimization of clinical treatment of chronic wound injury.

利用水凝胶敷料结合抗菌类药物治疗非自愈合性的慢性创面极具发展潜力，但长效抗炎是其发展的瓶颈。通过激活免疫细胞实现长效抗炎是治疗慢性创面的有效途径，本项目拟合成负载LL37多肽的多孔硅纳米粒/明胶/聚丙烯酰胺强韧型复合凝胶，以期实现LL37多肽的缓释、长效抗炎和抗菌以及紫外诱导的快速降解等功能。主要研究：(1)制备以二硫键为交联点的明胶/聚丙烯酰胺强韧凝胶，探索二硫键含量、光引发剂浓度、紫外光照功率与降解动力学之间的关系；(2)以多孔硅纳米粒为载体，研究其粒径和结构对LL37多肽负载和缓释的构效关系；(3)LL37多肽的缓释与免疫细胞分泌炎性趋化因子之间的量效关系以及P38MAPK信号通路的调节作用；(4)利用SD大鼠皮肤损伤模型评价其损伤修复性能。分析LL37多肽的缓释激活免疫细胞实现长效抗炎的机制，阐明P38MAPK信号通路在免疫调节中的作用，为慢性创面治疗方案的优化提供参考。

本人研究课题是慢性创面与免疫治疗。慢性创面不易治愈的主要原因是存在免疫调控失衡问题。在正常的伤口愈合过程中，巨噬细胞先分泌促炎因子清理创面，再分泌抑炎因子加快组织重建。而对于慢性创面来说，巨噬细胞从促进炎症到抑制炎症的平衡被打破，分泌过量的促炎因子，导致慢性创面长期处于持续炎症微环境，因此，需要人为干预。而本人的研究工作就是利用生物材料去调控巨噬细胞由促炎到抑炎形态的转变，并研究其促愈合机制。相关的应用研究方面，利用材料去替代抗生素实现多功能治疗；另外就是将现有产品开发成医疗器械，打破进口医用胶在我国三甲医院的垄断，以期实现国产替代。主要创新成果如下。.主要创新成果1。慢性创面患者需要短周期高频次的换药，换药时因敷料与创面黏连撕扯造成的疼痛难以忍受。本人设计开发一种超快速降解水凝胶敷料，可在100 s内快速溶解。在已有报道中，溶解速度最快的。该成果受到国家自然科学基金青年项目、陕西省基金、中国博士后基金的支持。发表论文3篇，其中1区Top论文 1篇，已申请中国发明专利5项，授权2项。该成果被陕西省电视台报道，荣获苏州市姑苏创新创业领军人才项目1项；促进3项中国发明专利成果转化，转化金额200万。在军/民用领域有着巨大的市场需求。.主要创新成果2。伤口的快速闭合是临床上亟待解决的问题，但目前已有的组织粘合剂存在粘合效果差、治疗功能单一等问题，本人提出通过纳米材料中多种金属离子的顺序/协同释放实现多功能治疗以加速伤口愈合新方法，该材料不仅能加速伤口愈合，还能实时监测伤口愈合状态。该成果受到国家自然科学基金青年项目、中央高校自由探索项目的支持。发表1区Top论文2篇，授权中国发明专利1项；荣获陕西省创新创业大赛二等奖1项，并被《陕西日报》报道。