慢性炎症疾病,如类风湿性关节炎、炎症性肠病、糖尿病、阿尔茨海默病、心血管疾病和癌症,均与持续的炎症反应密切相关。传统药物治疗因药物疏水性高、代谢快、半衰期短以及长期使用副作用大等问题,疗效受限。水凝胶作为由天然或合成的大分子交联形成的三维网络。因其高度可调的三维网络结构、固有的生物响应性和多功能模块集成的能力,成为多种治疗方式的智能平台。
基于水凝胶的物理化学特征,本综述剖析了水凝胶的四种主要治疗机制:靶向输送、再生组织支架、免疫调节和多功能抗炎敷料,分类分析了水凝胶介导性治疗策略及其机制。1、作为药物靶向递送系统,通过物理保护、环境响应和时空控制等策略构建多维治疗平台,增强药物稳定性和作用精准度;2、作为组织再生支架,整合干细胞输送、屏障保护、结构模拟和生物活性修饰等功能,推动从“免疫调节”向“精细组织再生”演进,实现抗炎与再生双效合一;3、用于免疫调节,通过引入生物活性分子、功能肽、天然多糖和纳米材料等组分开发智能响应型水凝胶,调控免疫微环境;4、作为多功能抗炎敷料,不仅提供物理屏障和湿润环境,还能整合抗菌、抗氧化和免疫调节功能,为慢性创面及感染提供综合治疗方案。
抗炎水凝胶的设计和开发一直受到各种功能水凝胶的累积研究的推动。广泛了解水凝胶抗炎途径及其分子机制将有助于炎症性疾病治疗的重大发展。这篇综述介绍了基于水凝胶的炎症治疗策略的最新进展,包括各种作用机制。水凝胶的出现,解决了传统炎症治疗模式中遇到的局限性,为治疗炎症性疾病提供新方案。
科研启发
水凝胶的治疗效能,源于其物理化学性质与炎症过程之间精确的、可设计的相互作用。水凝胶不仅是作为载体载药,其组分、模量、孔径、粘附力和响应性能直接干预和重塑炎症的物理、化学和生物学进程。水凝胶技术作为炎症性疾病治疗领域的前沿方向,其多机制协同、可定制化设计的特性,为未来精准医疗开启新的可能。
该研究得到了山东省重点研发计划(SYS202202)、国家重点研发计划(2021YFA1301100,2021YFA1301101)、国家自然科学基金(8240022434)、济南微生态生物医学省实验室科研项目(JNL-2022001A,JNL-2023009Q,JNL-2023007Q)等资助。
原文链接: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2025.114064