告别“糖”衣炮弹，这款智能水凝胶让糖尿病伤口“自愈”有方
2026-09-29 · 产品方案 · 百灵威授权转载
有没有一种材料，能够 “感知”伤口环境的变化，并做出精准响应？
答案藏在一种经过巧妙化学设计的新型生物材料里——苯硼酸修饰透明质酸（HA-PBA）。
核心优势
1. 优异的生物相容性与可降解性
以透明质酸为骨架的HA-PBA继承了HA的优良生物相容性和体内可降解性，降解产物无毒无害，能够在体内安全代谢。
2. 多重智能响应
具有对酸性、氧化、高糖环境的响应性。
3. 自愈合与可注射性
HA-PBA可通过苯硼酸酯键与含顺式二醇结构的分子（如聚乙烯醇PVA）形成动态交联网络。这种动态共价键赋予水凝胶优异的自愈合性能、可注射性和组织黏附性。
4. 靶向识别能力
苯硼酸对顺式二醇糖类结构的特异结合能力，使HA-PBA可作为糖类分子或糖修饰蛋白的靶向识别工具。同时，HA与体内多种细胞表面受体（如CD44）具有高亲和力，可用于靶向癌细胞的药物递送。
糖尿病伤口愈合：最典型的应用场景
糖尿病伤口的病理特征恰好与HA-PBA的响应机制高度匹配——高糖、高ROS、炎症微环境，每一个都是HA-PBA可以“感知”并响应的信号。
一项发表在 ACS Applied Bio Materials 的研究中，研究者构建了HAMA-PBA与HA-多巴胺（HA-DA）双交联水凝胶体系。在体外实验中，该水凝胶表现出葡萄糖依赖性的ROS清除能力和增强的角质形成细胞迁移；在糖尿病小鼠慢性伤口模型中，水凝胶处理组的伤口闭合速度显著加快，伴随再上皮化改善和胶原组织有序排列。
另一项发表在 Small 的研究中，研究者将铜和二甲双胍纳米颗粒整合到HA-PBA水凝胶中。体外和体内研究均表明，该水凝胶成功增强了细胞活性、改善了伤口微环境、促进了血管生成、消除了细胞内ROS并降低了炎症因子水平。糖尿病SD大鼠的组织学分析显示，伤口区域出现致密的细胞外基质沉积和胶原积累，表明伤口实现了系统性恢复。
更值得一提的是，HA-PBA水凝胶的可注射性使其能够适应各种形状的糖尿病溃疡创面，而pH和葡萄糖响应性则延长了换药间隔，这对于糖尿病溃疡的恢复至关重要。
更多应用场景
1. 智能药物递送系统
pH响应性靶向递送：在酸性肿瘤微环境中触发药物释放，提高抗癌药物的靶向性和治疗效果。
ROS响应性递送：在氧化应激条件下实现药物的定点释放。
2. 可注射自愈合水凝胶
感染创面修复：HA-PBA与氯金酸在碱性条件下混合，可制备具有光热抗菌性能的可注射水凝胶（HPAu gel），有效清除金黄色葡萄球菌并加速创面愈合
糖尿病伤口愈合：HA-PBA/PVA水凝胶负载二甲双胍，结合光热疗法（PTT），展现出抗菌、抗炎、抗氧化和促血管生成的多重功能
椎间盘退变治疗：HA-PBA构建的ROS响应型水凝胶可作为TIMP-3的控释载体，有效清除ROS并发挥抗炎作用
3. 组织工程与再生医学
HA-PBA可用于制备组织修复支架。
4. 生物传感器与诊断
HA-PBA的糖识别能力可用于开发生物传感器。苯硼酸与糖类化合物的可逆结合特性，使其可用于糖类分子的检测和糖修饰蛋白的捕获。
HA-PBA系列产品
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| HA-PBA 苯硼酸修饰透明质酸 | / | 9521007 |
透明质酸（HA）衍生物
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Hyaluronic acid, M.W.80w - 150w 透明质酸 | 9004-61-9 | 978291新 |
| Methacrylated Hyaluronic acid 甲基丙烯酰化透明质酸 | / | V59699 |
| Oxidized hyaluronic acid 氧化透明质酸，分子量：150000 to 250000 Da | / | 106784 |
动态交联组分
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Poly(vinyl alcohol), Alcoholysis degree: ≥98 mol%, 54.0-66.0 mPa.s 聚乙烯醇 | 9002-89-5 | 953015 |
| Poly(vinyl alcohol), 88% hydrolyzed, 4.5-6.0 mPa.s 聚乙烯醇 | 9002-89-5 | 949816 |
| Chondroitin sulfate, 95% 硫酸软骨素 | 9007-28-7 | 949966新 |
| D-(+)-Glucose, 99%, for bio D-(+)-葡萄糖 | 50-99-7 | 936778促 |
响应性功能单体与交联剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 3-Aminobenzeneboronic acid, 98%, for synthesis 3-氨基苯硼酸 | 30418-59-8 | 924879 |
| 1,4-Butanediol diglycidyl ether, 98.5% 1,4-丁二醇二缩水甘油醚 | 2425-79-8 | 968253 |
| Adipic acid dihydrazide, 98% 己二酸二酰肼 | 1071-93-8 | 202233 |
| Sodium periodate, 99%, for synthesis 高碘酸钠 | 7790-28-5 | 974859 危化品 |
| Sodium periodate, 99% 高碘酸钠 | 7790-28-5 | 162363 危化品 |
| 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone, 98% 2-羟基-4'-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮 | 106797-53-9 | 908547 |
检测与标记试剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Deuterium oxide, 99.8 atom%D 重水 | 7789-20-0 | 261750促 |
| Fluorescein isothiocyanate isomer I, 90% 异硫氰酸荧光素异构体I | 3326-32-7 | 152449 |
| Rhodamine B isothiocyanate, 70%, mixture of isomers 异硫氰酸罗丹明B | 36877-69-7 | 900219新 |
| Dimethyl sulfoxide-d6, 99.8 atom%D 氘代二甲基亚砜-d6 | 2206-27-1 | 239474促 |
偶联与修饰试剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride, 98.5%, for synthesis N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐 | 25952-53-8 | 939374 |
| N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride, 99% N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐 | 25952-53-8 | 211112 |
| N-Hydroxysuccinimide, 98%, for synthesis N-羟基琥珀酰亚胺 | 6066-82-6 | 903973 |
| N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt, 98% N-羟基磺酰基琥珀酰亚胺钠盐 | 106627-54-7 | 183144促 |
| 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid monohydrate, 99%, for bio 2-(N-吗啉基)乙磺酸单水合物 | 145224-94-8 | 972481 |
| Dimethyl sulfoxide, 99% 二甲基亚砜 | 67-68-5 | 984549 |
| N,N-Dimethylformamide, 99.5%, AR N,N-二甲基甲酰胺 | 68-12-2 | 999379 危化品 |
缓冲液与辅助试剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Phosphate buffered saline solution (10×PBS, calcium and magnesium free) 磷酸缓冲盐溶液(10×PBS,无钙镁) | / | 9456171 |
| Phosphate buffered saline powder (1×PBS, calcium and magnesium free) 磷酸缓冲盐粉剂(1×PBS,无钙镁) | / | 9456169 |
| 2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid, 99%, reagent grade 2-(N-吗啉基)乙磺酸 | 4432-31-9 | 974625 |
| Tris(hydroxymethyl)aminomethane, 99.5%, extra pure 三(羟甲基)氨基甲烷 | 77-86-1 | 226162 |
| D-(+)-Trehalose, 99%, anhydrous D-(+)-海藻糖 | 99-20-7 | 242508 |
| D-(+)-Sucrose, 99%, for bio D-(+)-蔗糖 | 57-50-1 | 958990 |
| Sodium chloride, 99.5%, AR 氯化钠 | 7647-14-5 | 990049 |
参考文献
- Shi, Wen & Hass, Blake & Kuss, Mitchell & Zhang, Haipeng & Ryu, Sangjin & Zhang, Dongze & Li, Tieshi & Li, Yu-Long & Duan, Bin. (2020). Fabrication of versatile dynamic hyaluronic acid-based hydrogels. Carbohydrate Polymers. 233. 115803. 10.1016/j.carbpol.2019.115803..
- Zhuohao Gu, Jiafeng Wang, Xinglei Shi, Yin Zhou, Yanming Chen, Yiyan He, Lihuang Wu, Yuwen Cui, Zhongwei Gu, Dynamic boronate ester crosslinked hyaluronic acid hydrogel patch enabling fast dissolution and rapid oral mucosal delivery of amorphous sumatriptan, Carbohydrate Polymers, Volume 375, 2026, 124751, ISSN 0144-8617, https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124751.
- Wang J, Cao B, Su H, et al. ROS-responsive phenylboronic acid-modified hyaluronic acid-loaded TA-siRNA nanogels accelerate diabetic wound healing. Int J Biol Macromol. 2026;365:152314. doi:10.1016/j.ijbiomac.2026.152314.
- Liang, X., Zhou, Y., Zhang, R. et al. Injectable hydrogel with photothermal antibacterial properties for accelerating infected wound healing. Sci. China Mater. (2026). https://doi.org/10.1007/s40843-026-4150-2.
- Zhang, W., Yao, W., Ma, X., Cheng, H., Li, X., Bai, Y., Yang, T., Zhao, B., Xu, Y., Li, Z., Ren, C., Chen, Y., & Li, X. (2025). Injectable adhesive self-healing hyaluronic acid-based hydrogel with microenvironment-responsive metformin delivery and photothermal antibacterial activity for diabetic infected wound healing. International journal of biological macromolecules, 149560 .
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