基於苯硼酸動態網絡之葡萄糖響應水凝膠於糖尿病傷口修復之應用

學生姓名: 金子安
指導教授: 黃意真
學期: 114下
摘  要: 糖尿病傷口癒合受高血糖引發之細菌感染、慢性發炎及氧化應激所阻。高血糖促使活性氧 (Reactive Oxygen Species, ROS) 過度累積並誘導促炎型(M1)巨噬細胞極化,使傷口長 期處於 發炎狀 態並阻 礙血管 新生與 組織 修復。 本研究 利用苯 硼酸(Phenylboronic Acid, PBA)與二醇形成之動態共價鍵,構建具備葡萄糖響應功能的多醣網絡,可隨微環境血糖變化觸發藥物釋放,進而調控免疫、清除自由基並抗菌,達成
糖尿病傷口的時空精準修復。文獻一以 3-氨基苯硼酸(3-Aminophenylboronic Acid, 3- APBA)修飾的氧化玻尿酸(Oxidized Hyaluronic Acid, OHA)與羧甲基幾丁聚醣(Carboxymethyl Chitosan, CMCS)並負載小檗鹼(Berberine Hydrochloride, BH)的水凝,命名為 OAC-10BH。該系統透過希夫鹼與硼酸酯鍵構建 3D 網絡,葡萄糖競爭性取代 CMCS 鏈,導致網絡降解並實現 BH 按需釋放。該水凝膠在 24 小時內對大腸桿菌 (Escherichia coli, E. coli) 及 抗 藥 性 金 黃 色 葡 萄 球 菌 (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) 的抑制率超過 96%。糖尿病小鼠傷口模型在 14 天內傷 口閉合率達 99.7% 。文獻二合成苯硼酸修飾幾丁聚醣(Chitosan-Phenylboronic Acid, CS26 PBA)與多巴胺改質明膠(Dopamine-grafted Gelatin, Gel-DA),並整合二氫楊梅素(Dihydromyricetin, DMY)與銅離子(Cu 27 2+)形成的奈米粒子建構水凝膠並命名為 CG CD。在高血糖與弱酸性環境下,硼酸酯鍵會因競爭性結合而觸發藥物序貫釋放,累積釋放量超過 80%。體外實驗證實 CG-CD 對金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus, S.aureus) 及綠膿桿菌 (Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa) 之抗菌率超過 90%。在糖尿病小鼠模型中顯著加速傷口閉合並提升 66.73% 的成熟膠原蛋白沉積。綜上所述,PBA 動態網絡水凝膠成功將病理微環境轉化為治療訊號,實現了藥物遞送與生物功能的時空協同,有效打破發炎循環並提升糖尿病傷口修復與再生品質。