A multifunctional hyaluronic acid hydrogel with pH-responsive metformin release for accelerated healing of diabetic infected wounds

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作者
Zexiang Zheng,Xing Yang,Xinshuo Liu,Li Xu,Lihua Li,Jinhuan Tian,Changren Zhou
出处
期刊:Materials today bio [Elsevier BV]
卷期号:36: 102755-102755 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.mtbio.2025.102755
摘要

Diabetic wounds remain a global public-health threat due to simultaneous bleeding, bacterial colonization and persistent inflammation. We hypothesized that a dynamic metal-polyphenol hydrogel that instantly seals bleeding vessels, acid-triggered releases metformin and synergistically photothermal antibacterial would break this deadlock. Therefore, we developed a multifunctional hyaluronic acid hydrogel (ODF-Met) by conjugating metformin to dopamine-grafted oxidized hyaluronic acid via dynamic imine bonds, followed by coordination with Fe 3+ to form a dynamic metal-polyphenol network. This unique structure endows ODF-Met with remarkable photothermal antibacterial efficacy (≈ 100%), self-healing ability, biodegradability and robust tissue adhesion (30 kPa). Importantly, ODF-Met exhibits smart pH-responsive release behavior, with cumulative release rates of 87.9 ± 6.8% (pH = 5.5) within 3 h and 85.0 ± 4.0% (pH = 7.4) within 60 h. The acid-triggered metformin release significantly enhanced intracellular ROS scavenging and promoted endothelial cell angiogenesis, thereby amplifying the therapeutic effects of metformin. Unlike traditional sustained-release systems based on covalent conjugation, microspheres, or micelles, the combination of dynamic imine and metal–polyphenol bonds ensures controlled, pH-triggered drug release while preserving metformin bioactivity. The experiments validated that ODF-Met achieved rapid hemostasis (< 10 s), exerted potent photothermal antibacterial action and synergistically provided anti-inflammatory, antioxidant and angiogenic effects. It successfully promoted scarless healing of diabetic infected wounds. In conclusion, ODF-Met represents an integrated and innovative strategy for diabetic wound repair, offering a new design paradigm for metformin delivery systems aimed at achieving tissue regeneration without scarring.
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