《AS》福州大学赖跃坤：创新的水凝胶设计：定制免疫调节以实现最佳慢性伤口恢复|AS|免疫|水凝胶|福州大学|纳米|细胞|赖跃坤

尽管组织工程取得了重大进展，但慢性伤口的完全再生仍然是一个重大挑战，对组织损伤的免疫反应是愈合过程质量和持续时间的关键决定因素。受伤后，一个关键方面是巨噬细胞从促炎状态转变为抗炎状态。因此，巨噬细胞极化的这种改变在再生医学领域内提供了一条诱人的途径。最近的进展需要将无数的细胞和分子信号整合到基于水凝胶的结构中，从而能够在不同阶段微调免疫细胞活性。这篇综述中来自福州大学的赖跃坤及福建省立医院的何少华等人探讨了免疫细胞在皮肤再生中作用的现代见解，强调了免疫调节在放大伤口整体功效方面的关键作用。此外，全面综述了免疫调节水凝胶设计中用于调节巨噬细胞极化的最新复杂技术。此外，还强调了水凝胶的有意设计，以通过操纵化学和细胞整合来提供靶向免疫刺激。此外，还概述了水凝胶特性对免疫特性和组织再生过程的影响。总之，重点是在慢性愈合环境中针对调节免疫反应的即将到来的途径。

相关成果以Innovative Hydrogel Design: Tailoring Immunomodulation for Optimal Chronic Wound Recovery为题发表在Advanced Science ( IF 14.3 ) First published: 2024-11-22。

图1.水凝胶驱动的免疫调节的视觉之旅，展示了一系列先进的治疗创新策略。

图2.来源于血液单核细胞的巨噬细胞示意图在伤口愈合中起关键作用，表现出促炎或促修复表型。这些状态的极化受糖皮质激素和 LPS 等刺激的影响，导致调节炎症并促进组织修复的 M2a、M2b 或 M2c 亚型。

图3.A）矿化丝素蛋白水凝胶支架的组装过程的图解表示，具有仿生 3D 结构、适当的机械特性和卓越的骨诱导质量，可促进骨骼的快速愈合。B）与蒲公英衍生的细胞外囊泡状纳米颗粒集成的光活化水凝胶的示意图，设计用于治疗金黄色葡萄球菌外毒素造成的伤口。C） DN-SPD 水凝胶的制造程序及其调节免疫反应以实现有效伤口管理的能力的直观描述。D） CMC-Eu-EDTA 水凝胶的发展及其在促进糖尿病伤口恢复中的作用的示意图。

图4.A）利用化学和物理键合的组合来制造各种用途的水凝胶类型。B）聚合物的可逆性决定了水凝胶的稀化和自愈动力学。C） HPADN 水凝胶的制备示意图、pH 调节机制和皮肤修复机制。D）来自脱细胞 ECM、GelMA、PDA-AC nano 的生物活性水凝胶，用于皮肤再生。E）通过共价和 Ca 2+增强的组织整合 GelMA-AlgMA 水凝胶双重交联。

图5.A）智能绷带将灵活的 pH 传感器和加热器与藻酸盐水凝胶中的热响应药物载体集成在一起，无线连接到电子模块进行监测和控制。B）NIR 激活的杂化水凝胶通过 CuS 纳米颗粒离子释放和羟基自由基生成来根除细菌。C）多交联水凝胶提供机械弹性和能量耗散，旨在适应具有强大结构完整性的动态环境。D） CuCo2O4 的合成;生物膜生命周期和降解;多酶协同作用和 Cuproptosis 诱导的抗菌作用。

图6.A）描述基于肽的自组装水凝胶对伤口愈合动力学影响的示意图。B）描述 QK-SF 水凝胶的制造及其伤口愈合机制的示意图。C）富含 bFGF@PLGA/CHA 的水凝胶的图示描述，设计用于自我修复和分阶段药物释放，旨在遏制伤口感染和增强愈合过程。

图7.A）具有载药微载体和电子设备的集成伤口敷料包括详细的示意图图像，并引入了无线智能绷带系统。B）双模块给药绷带是一种可穿戴系统，集成了微针阵列，可通过智能手机进行无线控制，以调整药物释放速率。

图8.A）图表说明了在体温下形成由丝素蛋白（SF）制成的混合水凝胶以用于治疗伤口的过程。B） CeO2-@ZIF-8@Gel 的组成元件和组装程序的示意图，以及治愈受污染的 DFU 的治疗机制。C） PCPS-gel 旨在通过促进细胞迁移和血管生成来增强糖尿病伤口愈合，同时减少炎症和细菌感染。

图9.A）通过组装带相反电荷的海藻酸盐和支链 PEI 聚电解质形成水凝胶，具有独特的离子络合化学结构。B）多结构域肽（MDP）自组装成具有可调免疫反应的生物材料;阴离子 MDP 诱导低炎症，阳离子赖氨酸变体引起轻微反应，而精氨酸 MDP 引起 PMN-MDSC、血管生成和胶原沉积的更强反应。C）将不同大小的藻酸盐球体植入小鼠体内以研究纤维化;较大的球体显示较少的细胞过度生长。如 SEM 和数字成像所示，具有 60 μm 通道和 30 μm 球形孔的双峰支架均匀接种了心肌细胞。D）小鼠体内植入的藻酸盐球体显示与大小成反比的纤维化，而鸡心肌细胞接种的双峰支架表现出细胞梯度、优先通道驻留和活力，hESC-CM 支架表现出高 β-肌球蛋白密度、肌钙蛋白 T 表达和细胞分布通过活/死测定。

图10.A） aECM 水凝胶系统具有多层和可修饰的共价和离子交联，将 I 型胶原蛋白（绿色）与碳酸钙纳米颗粒（红色）整合，在 4 °C 下形成一致的悬浮液。B）可注射 FHE 水凝胶具有利用氧化 HA 和 ε-聚-L-赖氨酸的多功能合成功能，在其双网络结构中具有明显的热诱导溶胶-凝胶转变。C）将 cys-IFN-γ 连接到 PEG-4MAL 水凝胶和降解触发的释放。D） ASC 包埋在水凝胶中通过 Michael 加成法由超支化 polyPEGDA、HA-SH 和 RGDC 肽交联的示意图。