《IJBM》益生菌水凝膠修復糖尿病創面

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研究背景

糖尿病足潰瘍等慢性創面是糖尿病患者致殘和生活質量下降的主要原因之一。與普通創面不同，糖尿病創面的愈合過程受到多重不利因素影響：持續高血糖導致的氧化應激加劇組織損傷；慢性炎癥環境使傷口長期停滯在炎癥期；局部菌群失衡與生物膜形成增加感染風險；微循環障礙又進一步延緩組織再生。這些因素相互作用，使糖尿病創面成為康復醫學中修復難度極高的一類損傷。

傳統的敷料主要發揮物理屏障作用，難以主動干預創面微環境。近年來，益生菌被證實可通過分泌乳酸、抗菌肽等代謝產物調節局部菌群、抑制病原菌、緩解炎癥，展現出創面修復的潛力。然而，益生菌在開放傷口環境中容易失活，其活性、釋放和作用時間難以精確控制。如何在創面部位實現益生菌與天然活性成分的穩定遞送和響應式釋放，成為推動生物治療策略走向臨床康復應用的關鍵問題。

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研究概述

本研究通過將微囊化技術與pH響應水凝膠相結合，構建了一種能夠協同遞送益生菌（LB）與天然產物（MG）的多功能敷料平臺OPM@GLB。研究團隊首先將益生菌與MG共同封裝于微囊中，形成OPM微囊，以保護益生菌在制備與儲存過程中的活性；隨后將OPM微囊嵌入具有pH響應特性的明膠基水凝膠（GEL）基質中，最終得到OPM@GLB復合水凝膠。該體系的設計核心在于：微囊化提供益生菌保護，水凝膠提供濕潤創面環境與響應式釋放，兩者協同實現活性成分在創面部位的可控遞送。

圖1：OPM@GLB水凝膠的構建示意圖與作用機制

（圖片來自原文）

OPM@GLB水凝膠展現出良好的溶脹性能和適宜的降解速率，能夠為創面提供濕潤的修復環境。降解實驗表明，水凝膠在偏堿性（糖尿病創面典型pH微環境）條件下降解速率明顯加快，展現出對創面微環境的響應特性。MG的釋放實驗進一步證實了這種響應釋放行為，能夠根據創面pH變化實現藥物的按需釋放。

在益生菌活性維持方面，OPM@GLB水凝膠中的LB在液體MRS培養基中培養后，OD???值與游離LB相當，表明微囊化過程有效保護了益生菌的活性。研究團隊還系統檢測了益生菌在水凝膠中釋放的乳酸、蛋白質、多糖和核酸等代謝產物，結果顯示這些具有抗菌、抗炎和促修復功能的活性因子能夠持續從體系中釋放，為創面修復提供長期作用。

圖2：OPM@GLB水凝膠的表征

（圖片來自原文）

在糖尿病小鼠創面模型中，研究團隊進一步驗證了OPM@GLB水凝膠的體內修復效果。結果顯示，與對照組相比，OPM@GLB組治療14天后創面完全閉合，而普通水凝膠組仍有約20%創面未愈；組織學上，治療組上皮厚度達72.5 μm，新生血管增加近一倍。組織學分析表明，該組的表皮再生更完整、膠原沉積更規則、新生血管數量更多，展現出對糖尿病創面愈合的顯著促進作用。進一步的機制研究顯示，OPM@GLB水凝膠通過多重路徑促進創面修復：益生菌代謝產物調節局部菌群、抑制病原菌生長；MG發揮抗氧化與抗炎作用，緩解高糖引起的氧化應激；炎癥因子水平下調，促進創面從炎癥期向增殖期過渡。脾臟組織學分析還提示該敷料具有良好的生物安全性，未引起明顯的全身免疫異常。

圖3：體內創面愈合評價

（圖片來自原文）

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研究意義

糖尿病創面康復是一個涉及組織修復、微環境調節和感染控制的綜合過程，單一策略往往難以奏效。這項研究通過將微囊化技術與pH響應水凝膠相結合，實現了益生菌與天然產物的協同遞送，從"活菌治療+天然產物調控"兩個維度同時干預糖尿病創面的病理微環境，為慢性傷口修復提供了新的思路。

從康復應用的角度看，OPM@GLB水凝膠具備多個契合臨床需求的特性：響應式釋放減少了頻繁換藥的負擔；益生菌協同作用降低了對抗生素的依賴；良好的生物相容性適合長期使用；促修復效果有望縮短創面愈合周期，幫助糖尿病患者更早恢復日常功能與生活質量。若未來能進一步結合可穿戴監測、智能敷料等技術，該平臺有望發展為糖尿病創面康復的一體化管理方案，為慢病康復領域帶來新的可能。

參考文獻：

[1] Sun, Y., Miao, Q., Zhao, G. et al. Construction of oxidized dextran-based pH/ROS responsive hydrogel with live bacterial microcapsules for accelerating diabetic wound healing via reducing inflammatory factors. International Journal of Biological Macromolecules(2026). https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.151405