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皮肤创面修复是一个涉及多种细胞和分子相互作用的多阶段过程,在细胞行为的调节和细胞外基质（ECM）的动态重塑下,受损的组织得到修复和再生。外源或内源性因素导致伤口部位微环境的细微改变都可能会影响细胞的活化和募集,进而影响伤口愈合的进程。近年来,基于“湿性愈合”理论而开发的水凝胶敷料能够为伤口创造适宜的愈合微环境,因而被广泛应用于临床伤口护理。得益于天然多糖的生物相容性、高亲水性、可降解性和易成胶性等特性,市面上的水凝胶敷料大多以此为原料。但是目前这些敷料主要致力于隔离、保湿以减少伤口感染和缓解局部症状,往往缺少生物活性而无法在分子水平上改善创面微环境,这使得创面延迟愈合的问题仍然存在,因为对水凝胶敷料的开发提出了更高的需求。通过进一步研究创面愈合的细胞分子机制,本论文针对不同类型的创面,筛选了具有不同结构功能和生物学功能的多糖作为新型水凝胶敷料的原料。通过结构设计、功能化改性、药物递送等策略的使用,所构建的水凝胶具有增强的生物活性,能在愈合的多个阶段对创面微环境进行调控,诱导关键细胞的特定行为,激活相关通路,从而加快推进创面组织的修复和再生,重建皮肤屏障。创面的愈合过程由止血期、炎症期、增殖期和重塑期四个阶段组成,它们按照时间顺序重叠发生,但是一些内在的病理如糖尿病会使得创面无法顺利度过炎症阶段而慢性化。持续的炎症反应和过度的氧化应激是慢性创面的标志性特征,也是慢性创面难以愈合的重要机制。基于此,在本论文的第二章,设计构建了具有抗炎抗氧化能力的水凝胶敷料（Cur/HH gel）,并对糖尿病慢性创面的治疗进行细胞分子水平上的基础研究。具有生物功能性的糖胺聚糖透明质酸（HA）和肝素（Hep）分别经β-环糊精和金刚烷修饰后,通过超分子组装构成水凝胶骨架,并引入天然化合物姜黄素（Cur）。Hep能够捕获单核细胞趋化因子（MCP-1）,从而减少伤口部位免疫细胞的流入;Cur具有清除活性氧（ROS）和阻断炎症通路的功能从而抑制创面巨噬细胞向不正常的M1表型极化。两者协同破坏创面ROS与炎症之间的恶性循环,使其顺利度过炎症阶段。同时HA赋予水凝胶仿ECM功能,促进创面处成纤维细胞、角质形成细胞的增殖和迁移,有效加快了再上皮化和肉芽组织形成。通过对这些组分的有机结合,所构建的Cur/HH gel最终实现了以多种方式调节细胞行为和调控创面微环境,进而促进了糖尿病慢性创面的高效愈合。除了长期炎症,糖尿病并发的血管微循环障碍造成创面血供不足同样是糖尿病创面难以愈合的重要原因。其中,巨噬细胞表达高水平的诱导型一氧化氮合酶（i NOS）不仅诱发炎症,还抑制了内皮细胞中调节血管功能的内皮型一氧化氮合酶的可用性。因此,调节一氧化氮合酶是糖尿病创面潜在的治疗方法。此外,由于无定形水凝胶易解散,需多次换药造成不便,水凝胶贴片在慢性创面的长期治疗中更具有优势。基于第二章的材料设计和研究,本论文在第三章中引入聚乙烯醇结晶网络以增强HA-Hep水凝胶体系。双网络水凝胶贴片（HHP）通过反复冻融制备而成,同时在其中装载i NOS特异性抑制剂S-甲基异硫脲硫酸盐（SMT）和经典的血管内皮生长因子（VEGF）。双重网络结构使凝胶结构和机械性能增强,与皮肤力学特征相匹配。凝胶具有合适的网格尺寸,确保肝素和VEGF的有效结合以延长VEGF的释放时间。HHP凝胶时空顺序释放SMT和VEGF,能够实现治疗与伤口愈合过程同步。此外,通过细胞学实验验证了SMT在减少巨噬细胞一氧化氮产生和抑制炎症方面的有效性。这些研究为糖尿病创面的抗炎、促血管生成协同治疗的后续进行提供了可能。在前两章的研究中,利用所构建的水凝胶实现了对糖尿病慢性创面的炎症调控,使其恢复为类似急性创面的正常愈合过程。而在炎症期过后,伤口修复进入冗长的增殖期和重塑期,此时需要多种细胞和生长因子（GFs）的协同作用以实现高效高质的愈合。临床使用的富血小板血浆凝胶（PRP gel）,富含多种创面修复所需的GFs,但较差的机械性能和GFs的爆发释放降低了其促愈合效果。对此,从临床安全性和易于转化的角度出发,本文在第四章选用临床医用敷料常用的天然多糖—海藻酸钠（SA）作为原料,对PRP疗法进行革新,通过凝血酶/氯化钙“一步法”激活,构建了SA/PRP双网络水凝胶（DN gel）。其中,PRP中的纤维蛋白原形成第一重网络,SA和Ca2+螯合形成第二重网络,血小板分泌的GFs则被均匀地困在双重网络中。相比于PRP gel,所制备的DN gel具有良好的机械性能、稳定性及可注射性,并表现出活性因子延长的释放行为。细胞学实验表明,DN gel能更有效地促进成纤维细胞和内皮细胞的增殖和迁移。在大鼠及猪的皮肤全层缺损愈合研究中,相较于PRP gel,DN gel具有更好调节创面细胞行为和GFs分泌的能力,从而促进再上皮化、肉芽沉积和血管生成,提高创面愈合的速度和质量。这种基于“一步法”策略构建的DN gel敷料具有低成本和高疗效的优越性,具有良好的临床转化潜力。综上所述,本论文针对不同类型的皮肤创面及其微环境特征,选用具有结构功能和生物学功能的多糖（HA、Hep、SA）,分别通过超分子组装、冻融结晶以及离子螯合的物理交联方式制备了水凝胶,并将其用于治疗药物（Cur、SMT、VEGF、PRP）的递送。所设计的水凝胶敷料能够在时空上多维度地改善创面微环境,进而高效高质地促进创面愈合。