① 制备GDHPC水凝胶进行性能及体外生物活性表征；

② 提取hucMSC-exos并进行体外生物活性验证；

③ 建立T1DM小鼠模型进行分组治疗；

④ 评估伤口愈合指标；

⑤ 评估胰岛损伤修复指标。

图1. 伤口微环境响应型多功能GDHPC水凝胶与hucMSC-exos协同用于糖尿病创面修复机理图

本研究首先通过化学接枝合成了多巴胺-明胶（Gel-DA）和苯硼酸-透明质酸（HA-PBA），并利用二者之间的硼酸酯键交联，快速构建了GDHP水凝胶。该水凝胶展现出与糖尿病小鼠皮肤组织相匹配的力学性能、良好的可注射性、快速的自愈合能力以及强大的组织粘附性。这些物理特性使其能够完美贴合不规则且经常活动的伤口，为后续的生物功能奠定了理想的物理基础。由于硼酸酯键的动态特性，GDHP水凝胶能够对糖尿病伤口的特征性微环境（如酸性pH、高浓度葡萄糖和活性氧ROS）做出响应，发生降解。当负载抗生素CIP-H后，所形成的GDHPC水凝胶能在模拟糖尿病伤口环境中加速降解和药物释放，而在正常生理环境中释放缓慢。这赋予了该水凝胶“按需抗菌”的能力，能智能地在感染风险高的环境下释放药物，从而更有效地预防和控制伤口感染。

图2. GDHP水凝胶具有可注射、自愈合和粘附特性，其力学性能与糖尿病小鼠皮肤组织相匹配。装载盐酸环丙沙星的GDHPC水凝胶可以响应糖尿病伤口微环境，表现出受控降解行为和CIP·H释放

体外实验证实，负载了CIP-H的GDHPC水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出近乎100%的抗菌率。同时，得益于多巴胺中的儿茶酚结构和苯硼酸基团，水凝胶能有效清除过氧化氢和细胞内的ROS，减轻氧化应激损伤。此外，水凝胶还能显著抑制由LPS诱导的成纤维细胞炎症因子IL-6的表达，显示出良好的抗炎效果，有助于改善糖尿病伤口中持续的炎症状态。通过细胞划痕实验发现，即使用水凝胶的提取物进行处理，也能显著增强由赛业OriCell^®提供的HaCaT人永生化角质形成细胞的迁移能力，即使在模拟糖尿病的高糖环境下，这种促迁移效果依然显著。这表明 GDHP水凝胶能够直接作用于伤口愈合的关键细胞，推动伤口再上皮化进程，而这过程主要依赖于细胞迁移而非增殖。

图3. GDHPC水凝胶通过加载环丙沙星盐酸盐发挥抗菌作用，并能缓解氧化应激，减少炎症，促进角质细胞迁移

在动物模型中，局部应用GDHPC水凝胶与系统注射hucMSC-exos的联合疗法，其伤口愈合速度和质量均显著优于任何单一治疗组。组织学分析显示，联合治疗组伤口内的炎症反应最轻（IL-6表达最低，促修复的M2型巨噬细胞比例最高），血管生成最为丰富（CD31阳性区域最多），胶原沉积更紧密且有序，肉芽组织更厚，再上皮化更完全。这证明了“局部改善微环境”与“系统调控血糖”的双重治疗策略产生了强大的协同效应。

图4. GDHPC水凝胶结合hucMSC-exos注射，有效促进1型糖尿病小鼠模型中的伤口愈合

图5. 协同治疗策略通过缓解炎症和促进血管生成，促进糖尿病伤口愈合

通过尾静脉将从赛业OriCell^®提供的hucMSC中提取的外泌体注射到糖尿病小鼠体内，发现这些外泌体能够富集到受损的胰腺。它们通过调节胰腺免疫微环境（如显著降低CD8⁺ T细胞的数量和CD8⁺/CD4⁺比值），抑制过度的自身免疫攻击，从而保护胰岛β细胞，促进其结构和功能的修复。这直接体现在小鼠血清胰岛素水平的升高、葡萄糖耐受能力的改善以及随机血糖水平的显著下降。

图6. 注射hucMSC-exos通过调节胰腺免疫微环境并促进胰腺损伤修复，调节糖尿病小鼠的血糖水平，从而促进胰岛素分泌

原文检索：

[1] S. Tang, K. Feng, R. Yang, Y. Cheng, N. Shi, H. Zhang, Z. Wei, Y. Ma. A dual-action strategy: wound microenvironment responsive hydrogel and exosome-mediated glucose regulation enhance inside-out diabetic wound repair. J. Contr. Release, 382 (2025), 10.1016/j.jconrel.2025.113716.

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