论文总字数：16724字

摘 要

糖尿病足溃疡是糖尿病的经典并发症之一，其愈合过程非常缓慢，常常导致截肢的发生。这种愈合缓慢的原因通常认为有以下两点：溃疡伤口的微环境恶劣，血管再生很困难；伤口部位产生过多的活性氧自由基，限制新生血管的生成，导致伤口加剧。在本课题中，我们设计了一种一氧化氮载体，由聚多巴胺包裹的硅纳米粒，其中一氧化氮可以与活性氧发生化学反应，生成愈合活性因子；聚多巴胺具有优异的粘附性，增效伤口愈合；硅纳米粒作为一种优良的药物载体，有着较好的生物相容性。通过一系列体外表征实验，可以确定在理论上PDA@Si-NO具有较好的活性氧消除能力，可以作为一种潜在的增效糖尿病足溃疡伤口的纳米制剂。

关键词：糖尿病足 聚多巴胺 一氧化氮 硅纳米粒

Abstract

Diabetic foot ulcer is one of the classic complications of diabetes, and its healing process is very slow, which often leads to amputation. The reasons for this slow healing are generally believed to be the following two points: the microenvironment of the ulcer wound is bad, vascular regeneration is very difficult; the wound site produces too many reactive oxygen free radicals, which limits the formation of neovascularization, leading to the aggravation of the wound. In this project, we designed a kind of nitric oxide carrier, silicon nanoparticles encapsulated by polydopamine, in which nitric oxide can react with reactive oxygen species to form healing active factors; polydopamine has excellent adhesion to enhance wound healing. Silicon nanoparticles, as an excellent drug carrier, have good biocompatibility. Through a series of characterization experiments in vitro, it can be determined that PDA@Si-NO has a good ability to eliminate reactive oxygen species in theory and can be used as a potential nano-preparation for diabetic foot ulcer wound.

Keywords: Diabetic foot; Polydopamine; nitric oxide; silicon nanoparticles

引 言

糖尿病足部溃疡是全球卫生行业中的一大挑战：糖尿病患者无处不有，在症状上常常表现为足部溃疡和截肢。在法国，足部溃疡的患病率在7-10%之间。其他欧洲国家也提供了类似的数据，在一项研究中，有人认为足部溃疡的风险因素在欧洲国家之间没有差异，最常见的症状是神经损伤、外周血管疾病和创伤。尽管德国在改进高危患者筛查技术方面做出了重大努力，但最近一项基于人群的调查并未显示因糖尿病截肢的减少。^[1]

在非洲国家，有更加严重的统计数据：在阿尔及利亚，在几个糖尿病治疗中心，多达12%的患者患有活动性足部溃疡，近7%的患者已经截肢。在其他非洲国家，下肢截肢患病率从1.5%到7%不等，大约12%的住院糖尿病患者有足部溃疡。在印度也可以看到类似的情况，神经性足部问题经常是由不合适的鞋子或赤脚步态引起的。澳大利亚在全国范围的足部护理教育方案方面取得了一些成就，斐济通过了类似的方案，所以1990年代下肢截肢的数量大幅减少。来自北美的许多研究表明，教育项目对减少足部溃疡和截肢几乎没有什么影响。在中美洲，哥斯达黎加推广了糖尿病足护理的综合办法，在巴西，缓解糖尿病足方案在巴西全国各地开设了多达50个足部诊所，有一些证据表明截肢手术有所减少。

在中国，有多个糖尿病中心的研究数据表明，在中国50岁以上的糖尿病患者中，下肢动脉疾病的比例为19.5％。一项单中心研究表明，60岁以上糖尿病患者下肢动脉疾病的比例为35.4％。 中国糖尿病患者一年内新溃疡的发生率为8.1％，糖尿病足溃疡一年内的新溃疡的发生率为31.6％。因此，尽管糖尿病足溃疡和截肢仍然很常见，但现在全球许多地区正在共同努力，通过及早筛查和发现足部问题来降低总体发病率甚至死亡率。^[2]

糖尿病足是糖尿病患者最常见的并发症，具有很高的发病率、死亡率和复发率，也是全世界非创伤性肢体截肢的主要原因。越来越多的证据表明，血管生成缺陷在糖尿病伤口愈合受损的情况下起着重要作用，其限制了氧气和营养物质输送到受伤组织，从而阻碍了伤口愈合过程。此外，过度的氧化应激过程在糖尿病受损伤口愈合的病理过程中也起着关键作用。^[1]此外，外用给药的蛋白质和核酸药物，在恶劣的糖尿病伤口微环境中，也很容易失活。并且，值得注意的是，这两种病理因素：血管生成缺陷和过度氧化应激，它们是相辅相成的，因为过量的ROS可以限制血管生成，导致内皮功能障碍。目前的临床治疗方法包括清创、抗生素、血糖控制和活体皮肤移植。糖尿病伤口有效再生的治疗方法仍然是一项重大的挑战。

目录

摘 要 I

Abstract II

引 言 III

第一章 绪 论 1

1.1 本课题的背景和意义 1

1.2 聚多巴胺（polydopamine，PDA） 1

1.2.1 PDA的优良生物活性 1

1.2.2 PDA研究的研究进展 2

1.3 一氧化氮（NO） 2

第二章 PDA@Si-NO纳米粒的制备 4

2.1 实验所需仪器、材料 4

2.2 PDA@Si-NO纳米粒的制备 5

2.2.1硅纳米粒（SiNPs）简介 5

2.2.2 PDA@Si-NO纳米粒的设计可行性 5

2.3 实验过程 6

2.3.1 SiNPs-NO的制备 6

2.3.2 PDA的包载 6

2.3.3测定制备的SiNPs-NO和PDA@Si-NO的粒径 7

2.4 实验结果与数据处理 7

2.4.1 粒径的测量结果 7

第三章 PDA@Si-NO纳米粒体外释放研究 9

3.1 实验所需材料、仪器 9

3.2 PDA@Si-NO体外释放 10

3.2.1 PDA@Si-NO纳米粒中NO释放的研究 11

3.2.2 PDA@Si-NO纳米粒中NO对ROS的淬灭研究 11

3.3 实验结果及数据处理 12

3.3.1 PDA@Si-NO纳米粒中NO释放动力学 12

3.3.2 PDA@Si-NO纳米粒中NO对ROS的淬灭实验结论 13

参考文献 16

致谢 18

第一章 绪 论

1.1 本课题的背景和意义

皮肤作为人体免疫系统的第一道防线，在保护身体免受外界伤害方面起着重要的作用，但在日常生活中也容易受到损伤，形成伤口。伤口可以被描述为皮肤上的缺陷或断裂，由物理或热损伤或潜在的医疗或生理状况引起。伤口愈合是一个特殊的生物过程，与一般的生长和组织再生现象有关。伤口愈合过程包括五个相互连接的阶段，涉及复杂的生化和细胞过程。这些阶段为止血期、炎症期、迁移期、增殖期和成熟期。^[1]

糖尿病是一种由于胰腺功能障碍和外周组织胰岛素分泌缺陷或胰岛素抵抗而导致的持续性高血糖状态。是一种多方面的代谢性疾病，在世界范围内占世界总人口的9-11%。糖尿病足溃疡是糖尿病的一种最常见的并发症，在大约15%的糖尿病患者中可见。这是糖尿病最严重的并发症之一，导致发病率和死亡率显著上升。导致糖尿病足溃疡的病因是有很多的，缺血、神经病变、创面愈合缺陷和创面感染会导致糖尿病足溃疡的愈合缓慢，并导致不同程度的下肢截肢。据报道，糖尿病相关并发症的发生与高血糖通过各种分子机制诱导的氧化应激有关，活性氧(ROS)的过量产生具有直接或间接破坏蛋白质、DNA和其他细胞生物分子的能力。此外，高血糖和氧化应激与促炎细胞因子、生长因子、促凝血因子、粘附分子的表达增加和一氧化氮释放减少有关。所有这些病理生理因素都加强了与糖尿病发病机制及其微血管并发症密切相关的慢性低度炎症。^[3]

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