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Nanohybrid Double Network Hydrogels Based on a Platinum Nanozyme Composite for Antimicrobial and Diabetic Wound Healing

活性氧 自愈水凝胶 伤口愈合 超氧化物歧化酶 过氧化氢酶 NADPH氧化酶 葡萄糖氧化酶 葡萄糖酸 化学 材料科学 药理学 生物化学 抗氧化剂 免疫学 医学 高分子化学
作者
Zhengping Zhao,Xiuming Mei,Ke Hu,Ming Ma,Yu Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (14): 17612-17626 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c00459
摘要

Along with hypoxia, severe bacterial infection, and abnormal pH, continuous inflammatory response hinders diabetic wounds from healing. It leads to the accumulation of large amounts of reactive oxygen species (ROS) and therefore prevents the transition of diabetic wounds from the inflammatory phase to the proliferative phase. In this work, a nanohybrid double network hydrogel with injectable, self-healing, and tissue adhesion properties based on a platinum nanozyme composite (PFOB@PLGA@Pt) was constructed to manage diabetic wound healing. PFOB@PLGA@Pt exhibited oxygen supply capacity and enzyme catalytic performance accompanied by pH self-regulation in the entire phases of wound healing. In the first stage, the oxygen carried by perfluorooctyl bromide (PFOB) can ameliorate the hypoxia and boost the glucose oxidase-like catalyzed reaction of Pt NPs, leading to a lowered pH environment with gluconic acid. As a result, the NADH oxidase-like, peroxidase-like, and oxidase-like multiple enzyme activities were activated successively, leading to synergistic antibacterial effects through the production of ROS. After the bacterial infection had cleared, the catalase-like and superoxide dismutase-like activities of Pt NPs reshaped the redox microenvironment by scavenging the excess ROS, which transitioned the wound from the inflammatory phase to the proliferative phase. The microenvironmentally adaptive hydrogel treatment can cover all phases of wound healing, showing the significant promoting effect in the repair of diabetic infected wounds.
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