Bioact Mater. 2025 Jul 5:52:878-895. doi: 10.1016/j.bioactmat.2025.06.007. eCollection 2025 Oct.

Katalysatormodulierte Hydrogeldynamik zur Entkopplung der Viskoelastizität und Steuerung des Makrophagen-Schicksals für die diabetische Wundheilung

Zusammenfassung
Dynamische Hydrogele können Immunantworten regulieren, aber die Entkopplung der Bindungsaustauschkinetik von statischen mechanischen Eigenschaften bleibt eine Herausforderung. Hier stellen wir eine katalysatorvermittelte Strategie vor, um die Hydrogelnetzwerkdynamik unabhängig abzustimmen, ohne die Vernetzungsdichte oder Steifigkeit zu verändern. Ein reversibles Acylhydrazon-basiertes Hydrogelsystem wurde unter Verwendung von Lysozym und PEG konstruiert, wobei 4-Amino-DL-phenylalanin (4a-Phe) als Katalysator zur Modulation der Bindungsaustauschraten diente. Diese Strategie ermöglicht eine effektive Entkopplung der Hydrogel-Viskoelastizität und erlaubt eine präzise Modulation der Spannungsrelaxationsraten (τ1/2) von 50 auf 15 Minuten, während nahezu identische Speichermodule (G') beibehalten werden. Der Einfluss der Hydrogelnetzwerkdynamik auf das Makrophagenverhalten wurde systematisch untersucht. Hydrogele mit verbesserter Netzwerkdynamik aktivierten signifikant den JAK/STAT-Signalweg und förderten die M2-Polarisierung von Makrophagen. Diese immunmodulatorischen Effekte förderten eine pro-regenerative Mikroumgebung, was die Granulationsgewebebildung und Angiogenese verbesserte und den Wundverschluss in einem diabetischen Mausmodell beschleunigte. Diese Ergebnisse unterstreichen das signifikante Potenzial dynamischer Hydrogele in der Materiobiologie und bieten einen neuartigen Ansatz, um Materialwissenschaft mit immunregulatorischer regenerativer Medizin zu verbinden.

Schlüsselwörter: Diabetische Wundheilung; Dynamisches Hydrogel; Immunmodulation; Makrophagen-Polarisierung; Spannungsrelaxation.

Produkt: 4-arm PEG-HZ