题目：Polyphenol-Copper Derived Self-Cascade Nanozyme Hydrogel in Boosting Oxygenation and Robust Revascularization for Tissue Regeneration

期刊： Advanced Functional Materials                            

影响因子：18.5

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202403634

汇报人：郭旭华 2023 级硕士

长期以来，缺氧相关的慢性组织缺损的修复一直是再生医学领域的一项重大挑战。例如，由糖尿病微血管病变引起的血管损伤和微循环异常导致糖尿病慢性创面病灶部位严重缺氧，进一步诱导氧化应激和持续炎症，因此发病反复、难以治愈。然而，目前的供氧策略（如高压氧和局部气态氧疗法）和载氧材料（血红蛋白及全氟化碳等）均无法实现持续氧合且功能单一，如缺乏诱导血管生成和调控组织再生动态过程的生物学活性。此外，有效缓解氧化应激等病理性微环境对慢性组织缺损修复也具有关键作用。因此，亟需发展一种能够高效持续供氧，同时可缓解氧化应激、促进血管化的输氧材料用于治疗缺氧和血管损伤相关的慢性组织缺损。

通过多酚-铜配位策略构筑了一种新型的类超氧化物歧化酶-过氧化氢酶自级联铜团簇纳米酶（SalB-CuNCs），可以作为原位氧合剂的同时诱导血管生成，进而促进组织高效再生。SalB-CuNCs中独特的铜-酚羟基配位结构通过酚羟基促进Cu价态转变及高效捕获底物进而在调控SalB-CuNCs的自级联类酶催化活性方面起着关键作用。将SalB-CuNCs负载于壳聚糖、硫酸软骨素及过氧化氢酶基水凝胶后，所得到的COC@SalB-Cu体系具有优异的缓解氧化应激和高效原位催化供氧性能，同时得益于SalB-CuNCs内在的生物活性还展现出显著的诱导血管化功能。动物实验进一步证明COC@SalB-Cu水凝胶能高效恢复血氧供应进而促进糖尿病慢性创面愈合，展现出该纳米酶水凝胶在治疗缺氧相关的慢性组织缺损和血管损伤疾病方面的巨大应用前景。

1.        多酚-铜配位结构赋予SalB-CuNCs自级联类酶催化活性

图1. SalB-CuNCs的理化性质表征以及类酶催化性能分析

2.   COC@SalB-Cu纳米酶水凝胶的制备和表征

图2. COC@SalB-Cu水凝胶的制备、表征以及类酶催化活性分析

3.      COC@SalB-Cu水凝胶胞内原位供氧和促血管化功效

图3. COC@SalB-Cu水凝胶促血管生成性能

4.     体内糖尿病慢性创面治疗功效评价

图4. 慢性创面愈合过程中新生血管的免疫荧光染色分析

该工作利用多酚-金属配位策略构筑了新型多功能自级联铜团簇纳米酶，通过其强大的原位氧合和促血管生成性能实现对组织再生过程的高效调控。基于SalB-CuNCs纳米酶的级联催化活性和独特的生物学性能，COC@SalB-Cu水凝胶能够有效清除细胞内活性氧并高效供氧、缓解缺氧微环境、诱导血运重建，进而促进糖尿病慢性创面愈合。该研究证明了合理设计多酚-金属配位结构以精确构建具有多种生物学功能纳米酶的可行性，同时也为急性肾损伤、心肌梗死、神经系统疾病和慢性组织损伤等缺氧和血管损伤相关疾病的治疗提供了新的思路。