盡管組織工程取得了重大進展，但慢性傷口的完全再生仍然是一個重大挑戰(zhàn)，對組織損傷的免疫反應是愈合過程質(zhì)量和持續(xù)時間的關(guān)鍵決定因素。受傷后，一個關(guān)鍵方面是巨噬細胞從促炎狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡谞顟B(tài)。因此，巨噬細胞極化的這種改變在再生醫(yī)學領(lǐng)域內(nèi)提供了一條誘人的途徑。最近的進展需要將無數(shù)的細胞和分子信號整合到基于水凝膠的結(jié)構(gòu)中，從而能夠在不同階段微調(diào)免疫細胞活性。這篇綜述中來自福州大學的賴躍坤及福建省立醫(yī)院的何少華等人探討了免疫細胞在皮膚再生中作用的現(xiàn)代見解，強調(diào)了免疫調(diào)節(jié)在放大傷口整體功效方面的關(guān)鍵作用。此外，全面綜述了免疫調(diào)節(jié)水凝膠設(shè)計中用于調(diào)節(jié)巨噬細胞極化的最新復雜技術(shù)。此外，還強調(diào)了水凝膠的有意設(shè)計，以通過操縱化學和細胞整合來提供靶向免疫刺激。此外，還概述了水凝膠特性對免疫特性和組織再生過程的影響。總之，重點是在慢性愈合環(huán)境中針對調(diào)節(jié)免疫反應的即將到來的途徑。

相關(guān)成果以Innovative Hydrogel Design: Tailoring Immunomodulation for Optimal Chronic Wound Recovery為題發(fā)表在Advanced Science ( IF 14.3 ) First published: 2024-11-22。

圖1.水凝膠驅(qū)動的免疫調(diào)節(jié)的視覺之旅，展示了一系列先進的治療創(chuàng)新策略。

圖2.來源于血液單核細胞的巨噬細胞示意圖在傷口愈合中起關(guān)鍵作用，表現(xiàn)出促炎或促修復表型。這些狀態(tài)的極化受糖皮質(zhì)激素和 LPS 等刺激的影響，導致調(diào)節(jié)炎癥并促進組織修復的 M2a、M2b 或 M2c 亞型。

圖3.A） 礦化絲素蛋白水凝膠支架的組裝過程的圖解表示，具有仿生 3D 結(jié)構(gòu)、適當?shù)臋C械特性和卓越的骨誘導質(zhì)量，可促進骨骼的快速愈合。B） 與蒲公英衍生的細胞外囊泡狀納米顆粒集成的光活化水凝膠的示意圖，設(shè)計用于治療金黃色葡萄球菌外毒素造成的傷口。C） DN-SPD 水凝膠的制造程序及其調(diào)節(jié)免疫反應以實現(xiàn)有效傷口管理的能力的直觀描述。D） CMC-Eu-EDTA 水凝膠的發(fā)展及其在促進糖尿病傷口恢復中的作用的示意圖。

圖4.A） 利用化學和物理鍵合的組合來制造各種用途的水凝膠類型。B） 聚合物的可逆性決定了水凝膠的稀化和自愈動力學。C） HPADN 水凝膠的制備示意圖、pH 調(diào)節(jié)機制和皮膚修復機制。D） 來自脫細胞 ECM、GelMA、PDA-AC nano 的生物活性水凝膠，用于皮膚再生。E） 通過共價和 Ca 2+增強的組織整合 GelMA-AlgMA 水凝膠雙重交聯(lián)。

圖5.A） 智能繃帶將靈活的 pH 傳感器和加熱器與藻酸鹽水凝膠中的熱響應藥物載體集成在一起，無線連接到電子模塊進行監(jiān)測和控制。B）NIR 激活的雜化水凝膠通過 CuS 納米顆粒離子釋放和羥基自由基生成來根除細菌。C）多交聯(lián)水凝膠提供機械彈性和能量耗散，旨在適應具有強大結(jié)構(gòu)完整性的動態(tài)環(huán)境。D） CuCo2O4 的合成;生物膜生命周期和降解;多酶協(xié)同作用和 Cuproptosis 誘導的抗菌作用。

圖6.A） 描述基于肽的自組裝水凝膠對傷口愈合動力學影響的示意圖。B） 描述 QK-SF 水凝膠的制造及其傷口愈合機制的示意圖。C） 富含 bFGF@PLGA/CHA 的水凝膠的圖示描述，設(shè)計用于自我修復和分階段藥物釋放，旨在遏制傷口感染和增強愈合過程。

圖7.A） 具有載藥微載體和電子設(shè)備的集成傷口敷料包括詳細的示意圖圖像，并引入了無線智能繃帶系統(tǒng)。B） 雙模塊給藥繃帶是一種可穿戴系統(tǒng)，集成了微針陣列，可通過智能手機進行無線控制，以調(diào)整藥物釋放速率。

圖8.A） 圖表說明了在體溫下形成由絲素蛋白 （SF） 制成的混合水凝膠以用于治療傷口的過程。B） CeO2-@ZIF-8@Gel 的組成元件和組裝程序的示意圖，以及治愈受污染的 DFU 的治療機制。C） PCPS-gel 旨在通過促進細胞遷移和血管生成來增強糖尿病傷口愈合，同時減少炎癥和細菌感染。

圖9.A） 通過組裝帶相反電荷的海藻酸鹽和支鏈 PEI 聚電解質(zhì)形成水凝膠，具有獨特的離子絡(luò)合化學結(jié)構(gòu)。B） 多結(jié)構(gòu)域肽 （MDP） 自組裝成具有可調(diào)免疫反應的生物材料;陰離子 MDP 誘導低炎癥，陽離子賴氨酸變體引起輕微反應，而精氨酸 MDP 引起 PMN-MDSC、血管生成和膠原沉積的更強反應。C） 將不同大小的藻酸鹽球體植入小鼠體內(nèi)以研究纖維化;較大的球體顯示較少的細胞過度生長。如 SEM 和數(shù)字成像所示，具有 60 μm 通道和 30 μm 球形孔的雙峰支架均勻接種了心肌細胞。D） 小鼠體內(nèi)植入的藻酸鹽球體顯示與大小成反比的纖維化，而雞心肌細胞接種的雙峰支架表現(xiàn)出細胞梯度、優(yōu)先通道駐留和活力，hESC-CM 支架表現(xiàn)出高 β-肌球蛋白密度、肌鈣蛋白 T 表達和細胞分布通過活/死測定。

圖10.A） aECM 水凝膠系統(tǒng)具有多層和可修飾的共價和離子交聯(lián)，將 I 型膠原蛋白（綠色）與碳酸鈣納米顆粒（紅色）整合，在 4 °C 下形成一致的懸浮液。B） 可注射 FHE 水凝膠具有利用氧化 HA 和 ε-聚-L-賴氨酸的多功能合成功能，在其雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中具有明顯的熱誘導溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。C） 將 cys-IFN-γ 連接到 PEG-4MAL 水凝膠和降解觸發(fā)的釋放。D） ASC 包埋在水凝膠中通過 Michael 加成法由超支化 polyPEGDA、HA-SH 和 RGDC 肽交聯(lián)的示意圖。

圖11.A） 離子誘導的“SLac”肽自組裝，最終形成廣泛的納米纖維網(wǎng)絡(luò)。B） 用于抗 TNF-α 和 HGF 雙重遞送的 SAP/Hep 水凝膠圖示。C） 流變儀誘導釋放的示意圖，其中“Y”表示包埋的大分子，緩慢分散到所描繪的淺藍色水浴中，受藍色 GNL 納米纖維網(wǎng)絡(luò)的約束。

原文鏈接： https://doi.org/10.1002/advs.202412360

來源：生物材料組裝研究