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岐黄之术，华夏瑰宝。从神农尝百草到李时珍的《本草纲目》，从《黄帝内经》到《伤寒论》，
中医药学包含着中华民族几千年的健康养生理念及其实践经验,是中华文明的一个瑰宝，凝聚着中国人民和中华民族的博大智慧
。纵观中华民族的辉煌历史，中医药文化贯穿始终，已成为现代经济社会的重要支柱产业之一，在全民健康以及抗击疫情中发挥着重要作用。
水凝胶是由亲水性高分子交联而成的三维网络体系。
其化学成分、物理结构和功能应用等均具有很强的可设计性，也具有众多其他材料不可比拟的优势（如良好的生物相容性和生物降解性），是近年来最火的生物材料之一，已被广泛应用于抗菌、抗癌、抗炎和促进伤口愈合等生物医用领域，并已实现产业化。
那么，将作为中华瑰宝的中药与现代科技衍生的水凝胶材料结合后，又会擦出怎样的火花，实现什么样的生物医学功能呢？
在此，EFL精心挑选了12篇与中药基水凝胶材料相关的文献，供大家参考学习。
一、研究进展
1. Bioactive Materials (IF=16.874)：含中药成分的微针贴片用于促进伤口愈合
导读：
创面修复在基础研究领域和临床医学中都被视为一个热门课题。中草药在疾病治疗方面具有重要的研究价值。
中草药通常作用于多个靶标，且具有多种功效，在治疗糖尿病、高血压、细菌感染、癌症和疟疾等方面均表现出显著的疗效。
然而，传统的给药方式（如研磨后外用或煎服）都不能充分发挥中草药的治疗作用。
微针（MN）贴片具有精心设计的微结构和优异的药物负载能力，可以有效地实现所需活性药物的负载和输送。
因此，研究人员通过“卤水点豆腐”的方法，将传统中药腐婢和积雪草结合到MN贴片中，提出了一种全新的中药微针补片（CHMN）用于促进创面修复。研究表明，该补片具有抗菌，抑制炎症，促进胶原蛋白沉积和新血管生成的作用，在创面修复方面具有重要的应用价值。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X21001353
2. Bioactive Materials (IF=16.874)：可注射纳米工程水凝胶作为三维仿生细胞外基质实现活性成分持续递送和软骨再生
导读：
风雨欲来骨先知，数以亿计的骨关节炎患者饱受痛苦和困扰，由于关节软骨缺乏自愈能力，关节软骨的再生一直是个很大的挑战。越来越多的研究证实了关节软骨干细胞（ACSCs）的存在。
脱水淫羊藿素（AHI）是一种类黄酮化合物，广泛存在于淫羊藿属植物中，是著名中药淫羊藿的有效成分之一，具有多种生物活性（如促进关节软骨干细胞成软骨分化）。
因此，研究人员设计了一种新型的可注射纳米复合材料，将ACSCs和负载有AHI的介孔二氧化硅纳米粒子结合到壳聚糖基水凝胶中。基于有机水凝胶的多孔结构与无机介孔二氧化硅纳米粒子的介孔纳米孔道的协同调控作用，该水凝胶具有优异的持续递送药物的能力。实验结果表明这种多功能水凝胶可诱导ACSCs增殖和分化，弥补体内ACSCs数量上的严重不足；持续释放的AHI为 ACSCs体内软骨修复提供了优良环境，能够显著促进软骨再生。同时，该水凝胶还具有可原位注射和自愈合特性，便于其临床使用。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22001487
3. Bioactive Materials (IF=16.874)：壳聚糖@葛根素水凝胶通过抑制miR-29ab1介导的炎症轴加速糖尿病患者的伤口愈合
导读：
糖尿病发病率高、并发症多，严重影响患者生命建康与生活质量。慢性伤口是困扰糖尿病患者的严重并发症之一，主要由炎症反应过度激活引起，特别是巨噬细胞M1的长期存在，使得伤口在愈合进程中延迟，最终导致严重后果，至今尚未有非常理想的治疗方案。研究表明miR-29ab1在糖尿病相关的巨噬细胞炎症中起关键作用。
葛根素（PUE）是一种从中药葛根中提取的异黄酮类衍生物，在糖尿病患者中表现出优异的心脏保护、神经保护和调节血糖水平作用，同时也具有一定的伤口愈合活性。
研究人员通过简单的一步研磨工艺，成功引入PUE，制备了具有可注射性质的壳聚糖@葛根素（C@P）水凝胶。研究表明，该水凝胶可有效抑制糖尿病伤口中miR-29ab1的异位升高，促进血管新生和胶原合成，进而加速糖尿病伤口愈合的速率。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22002092
4. Journal of Controlled Release (IF=11.467)：具有原位炎症调控功能的载药水凝胶用于促进盆底修复
导读：
水凝胶基生物材料的体内应用通常受限于植入后引发的炎症反应。炎症反应会抑制细胞增殖和分化，导致局部组织细胞发生异变、渗出和增殖，不利于组织的再生和修复。
许多中药成分具有优异的抗炎作用，可以有效降低炎症因子的表达。
研究人员以葛根素（PUE）作为中药模型，将其负载到光交联制备的甲基丙烯酸酰化明胶（GelMA）水凝胶中，提出了一种通过结合抗炎和促进组织再生来治疗盆腔器官脱垂（POP）的策略，用于促进盆底修复。研究表明，负载PUE的水凝胶可以通过抑制中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的聚集来调节免疫微环境，进而抑制炎症反应，并重塑体内细胞外基质中胶原蛋白的分布；同时通过TGF-β/MMPs通路来干预基质再生/重塑以促进筋膜再生。该策略安全有效且无持续并发症，具有广阔应用前景。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365920301826
5. Chemical Engineering Journal (IF=16.744)：具有增强光动力抗菌和抗生物被膜活性的聚集诱导发光型氨基酸/小檗碱水凝胶
导读：
细菌生物被膜引发的感染是一个全球性的重大公共卫生安全问题，是许多医源性疾病（如骨髓炎、牙周炎和肺炎等）的重要诱因。因此，迫切需要开发新型抗菌材料来对抗细菌生物被膜感染对人类健康的威胁。
小檗碱（BBR）是一种天然异喹啉生物碱，广泛存在于黄柏和黄连等中草药中。最近的研究表明，BBR具有聚集诱导发光（AIE）特性和光敏特性，能够在光照下产生大量活性氧，用于杀死细菌。
因此，研究人员设计了一种由N-(9-芴基甲氧羰基)-L-苯丙氨酸（Fmoc-F）和BBR自组装而成的具有AIE特性的杂化水凝胶。研究表明，在白光照射下，该水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出强大的抗菌活性，能够渗透到其生物被膜中并根除膜内细菌。此外，该水凝胶也具有较低的细胞毒性和可忽略的溶血毒性，能够促进被细菌感染的伤口的愈合速率。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720336640
6. Nano Today (IF= 18.962)：负载rBMSCs@聚两性离子微凝胶的中草药交联水凝胶促进梗死后大鼠心脏功能的恢复
导读：
由冠状动脉闭塞引起的急性心肌梗死（MI）具有较高的发病率和死亡率，是威胁人类生命健康安全的“杀手之一”。将载有治疗性细胞的水凝胶注射到梗塞区域已被证明具备治疗MI的潜力。
然而，梗死区域通常表现出血供不足、活性氧过量产生、缺氧微环境，这将大大削弱植入后的细胞的存活能力和生物功能，使得治疗效果无法达到预期。因此，改善心肌梗死后梗死区的微环境并且提高外源性干细胞的存活性至关重要。
研究人员提出了一种利用中药来改善MI微环境的策略。他们首先制备了负载有大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的聚两性离子微凝胶。随后设计合成了酪胺修饰的透明质酸（HA-Tyr），并与中药葛根素（PUE）反应，通过过氧化氢和辣根过氧化物酶（HRP）介导的酚间交联形成可注射的水凝胶，并将上述微凝胶负载于其中。PUE组分能够快速清楚MI区域中的活性氧，从而缓解梗塞区域的氧化应激。此外，HRP可以催化H2O2分解产生氧气，缓解MI受损部位的缺氧微环境。两性离子微凝胶的包覆不仅能够保持rBMSCs的高存活率，还能够保持干细胞的干性和促进旁分泌效应，最终提高心肌梗死的治疗效果。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013221002310
7. ACS Applied Materials & Interfaces (IF=10.383)：负载中药的氧化响应性超分子水凝胶用于慢性伤口治疗
导读：
炎症反应会影响伤口的愈合，导致许多慢性伤口停滞于炎症期且无法愈合，严重影响患者的身心健康。
天然中草药是一种低成本且高效的具有抗炎特性的物质。
研究人员提出了一种负载中药大黄酸的超分子水凝胶用于促进慢性伤口愈合。作者首先对透明质酸进行改性，分别接枝了β-环糊精和二茂铁，并通过β-环糊精和二茂铁的主客体相互作用，将二者共混得到具有氧化响应性的水凝胶，随后将自组装形成的大黄酸纳米纤维负载于其中。在糖尿病动物模型中，作者通过评估ROS含量、测定炎症细胞因子和创面巨噬细胞，发现经过该水凝胶处理的创面能够成功从炎症期过渡到创面愈合过程的增殖期，最终实现慢性创面的修复。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.0c19492
8. ACS Applied Materials & Interfaces (IF=10.383)：负载甘草酸的可注射生物活性水凝胶用于促进细菌感染伤口愈合
导读：
甘草酸（GA）是一种具有多种生物活性（如抗癌、防毒、抗菌和抗炎等）的天然三萜类皂苷，且具有优异的生物相容性
。研究发现手性GA分子可以在非共价键作用驱动下显示出独特的自组装特性，形成纳米纤维，并进一步组装成具有三维网络结构的超分子水凝胶。然而，这种中药超分子水凝胶的机械强度较低，且不具备粘附性和自愈合性等临床转化所需性质。基于此，研究人员提出了一种制备新型的基于GA的混合水凝胶的策略。该水凝胶由醛基化GA（AGA）自组装而成的氢键纤维网络和AGA与羧甲基壳聚糖（CMC）通过席夫碱反应形成的动态共价网络组成。由于分层双网络的存在，该水凝胶具有良好的稳定性和力学性能。得益于GA固有的生物活性，杂化水凝胶在体内外均表现出优异的抗炎作用和抗菌能力，能够起到促进肉芽组织的形成，促进胶原沉积，下调炎症反应等多种功能，促进细菌感染伤口的愈合速率。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c23231
9. Advanced Functional Materials (IF= 19.924)：基于多种黄酮协调驱动的中药功能化慢性伤口敷料
导读：
植物类黄酮具有优异的抗氧化、抗菌和抗炎作用，已展现出促进慢性伤口愈合的潜力，在生物医学领域受到越来越多的关注。然而，这类分子的水溶性通常较差，导致其生物利用度低
。为了突破这一限制，研究人员开发了一种基于水凝胶的含有多种植物类黄酮的伤口敷料。作者通过研磨、超声提取黄芩粉中的黄酮组分；随后，将对苯二甲酰胺衍生物（LBA、DBA）与提取的多种黄酮组分进行自组装，形成缠绕结构的网络，并掺杂到聚乙烯醇/壳聚糖水凝胶中制备草药功能化水凝胶。研究表明，该水凝胶可以同时赋予类黄酮分子的高溶解度和优异治疗效果，能够协同促进慢性伤口愈合。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202204291
10. ACS Applied Materials & Interfaces (IF=10.383)：负载杨梅黄酮的新型葡萄糖响应抗氧化复合水凝胶促进糖尿病创面修复
导读：
糖尿病慢性伤口通常含有过量的活性氧组分，赋予水凝胶敷料抗氧化性能是一种可行之策。
然而如何以智能的方式清除活性氧，充分发挥抗氧化组分的治疗效率，仍然是一项艰巨的挑战。
研究人员提出了一种通过苯硼酸酯键来控释具有抗氧化特性的中药杨梅素（MY）的策略。具体而言，通过一步法将具有葡萄糖响应性的苯硼酸基团修饰到透明质酸链上，然后将其与聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶基质结合，得到一种新型的杂化水凝胶。MY分子可以通过其多酚基团与苯硼酸基团之间形成动态苯硼酸酯键，从而结合到杂化水凝胶中。在糖尿病慢性伤口高糖微环境的作用下，该水凝胶可以响应性释放MY，有效清除ROS，并改善炎症反应，同时加速血管生成，最终促进糖尿病创面的愈合。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.1c23461
11. Nature Communications (IF=17.694)：将草药小分子定向自组装成具有缓释能力的水凝胶以治疗神经炎症
导读：
大黄酸是传统中药大黄的有效成分之一，具有抗炎、保护神经细胞的作用，在治疗神经退行性疾病和外伤性脑损伤治疗中具有广阔应用前景
。然而大黄酸的应用受限于较低的溶解度和肝脏代谢的利用率，使其难以实现临床转化。有鉴于此，研究人员提出了一种制备具有缓释大黄酸能力的水凝胶的策略。在对应的研究中，作者通过大黄酸分子间的π-π相互作用和氢键作用直接自组装成超分子水凝胶。其中，大黄酸既是药效分子，又是递送载体，具备良好的缓释性和生物相容性。实验结果表明，与其单体形式相比，该大黄酸水凝胶的药物释放时间更长，能显着增加与TLR4的表面结合，更强地抑制BV2小胶质细胞系炎症反应，为治疗神经炎症提供了新思路。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09601-3
12. Small (IF=15.153)：具有抗菌活性和免疫调节协同作用的自组装中草药水凝胶用于伤口治疗
导读：
皮肤创伤，尤其是细菌感染导致的慢性伤口逐渐成为临床上的一大难题。通常情况下，细菌会在慢性创面大量繁殖并形成生物被膜，导致伤口延迟愈合，甚至可能引起严重的全身感染。开发具有抗菌和免疫调节功能的水凝胶敷料是一个有效策略。
葛根素（PUE）是一种从葛根中提取的中药成分，具有抗炎、抗氧化和缓解氧化应激的特性。
基于此，研究人员受中药研磨处理的启发，引入机械力来促进壳聚糖（CS）和葛根素（PUE）分子间的有效碰撞和自组装，以制备含有中草药成分的纳米纤维水凝胶。由于其纳米纤维状的微观结构和CS中氨基的取向所带来的Zeta电位的提高，该水凝胶具有优异的抗菌性能；此外，研究还表明该水凝胶能够诱导巨噬细胞极化为M2表型，促进伤口愈合。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202201766
二、总结
中医药学是中国古代科学的瑰宝，也是打开中华文明宝库的钥匙；水凝胶是现代科技发展的结晶，是最具应用价值的生物材料之一。
二者的有机结合能够充分避免中草药在单独应用时存在的溶解性不足和生物利用率低等问题，同时也能够兼顾高生物相容性的需求，已经在促进伤口愈合和疾病治疗等领域“初露锋芒”。
目前该领域的研究正在逐步启动，相信在各界研究人员的努力下，
二者的结合能够拓展至更为宽广的应用领域中，充分彰显中华民族的智慧，为守护全球的医疗健康贡献“中国智慧”和“中国方案”
。
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