近日,国际知名期刊Journal of Nanobiotechnology(一区top,影响因子12.6)以文题“Photothermal-responsive MXene/curcumin-copper composite hydrogel with antioxidant, immunoregulatory, and angiogenic functions for diabetic wound healing”在线发表了我院“疾病诊疗用纳米药物与生物活性材料”一级学术团队的最新研究成果,该研究聚焦MXene基纳米药物在促进糖尿病慢性创面修复方面的应用(原文链接:https://doi.org/10.1186/s12951-026-04189-5)。湖北工业大学为第一完成单位。廖涛博士为论文的第一作者,刘佳、李草教授与匡映副教授为共同通讯作者。

糖尿病慢性创面(尤其是糖尿病足溃疡)是糖尿病最棘手的并发症之一。由于长期炎症、氧化应激和血管再生障碍,这类创面愈合缓慢、易感染、复发率高,给患者生活质量和医疗系统带来巨大负担。为此,该团队构建了一种光热响应型MXene/Cur-Cu纳米复合水凝胶(HPCT),通过整合二维纳米材料Ti3C2Tx MXene与姜黄素-铜纳米颗粒(Cur-Cu NPs),并嵌入温敏型双网络聚合物水凝胶中,实现多功能协同治疗。
MXene具备优异的光热转换与自由基清除能力,在近红外激光照射下可产生热效应,触发水凝胶收缩,实现药物的可控释放。同时其二维结构还能破坏细菌细胞膜,发挥抗菌作用。另一方面,姜黄素-铜复合纳米颗粒具有良好的抗氧化、抗炎和促血管生成能力,其中铜离子还能刺激血管内皮生长因子表达,从而促进内皮细胞迁移与血管新生。转录组学分析进一步表明,该复合水凝胶还能激活PI3K-AKT和Wnt信号通路,在分子层面促进组织再生。体内实验表明,该水凝胶显著加速糖尿病小鼠创面愈合,同时促进胶原沉积与血管生成,展现出良好的治疗潜力。

此前,该团队通过自身氧化还原反应,原位制备了负载金纳米粒子的Ti3C2Tx MXene纳米片(Ti3C2Tx-Au),显著提升了Ti3C2Tx MXene的类过氧化氢酶活性,同时引入了类葡萄糖氧化酶及类过氧化物酶特性构建了酶级联系统。该系统可以持续消耗癌细胞内葡萄糖,产生氧气以缓解对治疗不利的肿瘤乏氧,同时产生强细胞毒性的羟基自由基,通过多途径有效杀伤癌细胞,实现肿瘤治疗。相关研究以文题“Gold nanoparticle-loaded multifunctional Ti3C2Tx MXene nanosheets fabricated by in situ reduction to effectively enhance their catalase-like activity for tumor therapy”发表于纳米材料领域顶级期刊Nano Today(一区top,影响因子10.9,原文链接:https://doi.org/10.1016/j.nantod.2025.102848)。湖北工业大学为第一完成单位。李草教授、匡映副教授与中科院余文倩博士、郑迪威研究员为论文的共同通讯作者。

随后,该团队针对Ti3C2Tx MXene纳米片类过氧化氢酶活性弱、对肿瘤乏氧改善不佳的问题,将其与CaO2纳米粒子复合,实现了肿瘤部位的自供氧,有效改善肿瘤乏氧。结合低温光热治疗与氧增敏化疗,可有效抑制肿瘤生长,展现出良好的治疗潜力。相关研究以文题“Multifunctional MXene-based nanosheets with self-supply oxygen capability for combination tumor therapy”发表于国际知名期刊Chemical Engineering Journal(一区top,影响因子13.2,原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.170602)。湖北工业大学为第一完成单位。李草教授、匡映副教授与广东医科大学刘允副教授为论文的共同通讯作者。

据悉,李草教授与廖涛博士自2020年起系统开展MXene基纳米药物的相关研究,并取得了一系列成果。此前,他们研究了Ti3C2Tx MXene对自由基的清除能力,并首次将其应用于控制癌症光热治疗产生的炎症上,获得了良好的癌症治疗协同抗炎效果(Acta Biomater., 2023, 159, 312, 一区top, 发表年影响因子10.633, 引用100次; Appl. Mater. Today, 2024, 38, 102215)。随后,该团队又将其应用于抗肿瘤纳米前药(Mater. Today Chem., 2024, 38, 102048)及量子点(Mater. Today Chem., 2024, 39, 102171)的开发,可基于近红外光与肿瘤微环境实现双重特异性治疗。同时,该团队基于MXene的光热杀菌能力与抗炎能力,设计构建了一系列用于感染创面修复的敷料(ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7, 21261; ACS Biomater. Sci. Eng., 2025, 11, 1675)。该团队在进一步系统研究Ti3C2Tx MXene纳米片与部分自由基反应的基础上,首次提出Ti3C2Tx具有类过氧化氢酶活性,并以此为基础构建了一种可用于肿瘤高效治疗的酶级联系统(Nano Today, 2024, 54, 102059, 发表年影响因子17.4, 引用58次)。相关研究被多家学术自媒体报道。