上海理工大学王世革教授《AHM》：抗氧化水凝胶！抗氧化机制、设计策略以及在氧化应激相关疾病治疗中的应用

氧化应激是由于细胞内氧化物质过多而破坏氧化还原平衡的生化过程。氧化应激与多种疾病和健康问题密切相关，包括癌症、糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病、炎症和衰老等。开发抗氧化治疗策略已成为医学研究的一个关键领域。水凝胶因其优异的生物相容性、可调理化特性和药物输送能力而备受关注。目前，研究者已开发出许多抗氧化水凝胶，并证明它们能有效缓解氧化应激。为了更有效地治疗氧化应激相关疾病，迫切需要先进的策略来制备多功能抗氧化水凝胶。

近期，上海理工大学王世革教授等人在《Advanced Healthcare Materials》上发表题为“Antioxidant Hydrogels: Antioxidant Mechanisms, Design Strategies, and Applications in the Treatment of Oxidative Stress-Related Diseases”综述文章，对抗氧化水凝胶的抗氧化机制、设计策略、多功能性及其在氧化应激相关疾病中的应用进行了全面的概述，并对抗氧化水凝胶在临床和组织工程应用中的机遇和挑战进行了展望。

图 1. 抗氧化机制、设计策略、额外的多功能性以及在氧化应激相关疾病中的应用。

活性氧或活性氮是在生物系统中具有双重作用的高活性分子。清除过量的活性氧或活性氮是减轻氧化应激的重要策略。水凝胶因其卓越的生物相容性、可调理化特性和药物输送能力而备受关注。水凝胶是具有高含水量和多孔排列的三维网络结构材料。通过释放抗氧化剂或具有抗炎特性的成分（如维生素C、谷胱甘肽和绿茶提取物），水凝胶可有效捕捉和抵消氧化应激过程中产生的自由基，从而减少对细胞和组织的伤害。此外，水凝胶还能通过抑制炎症反应、螯合金属离子、调节细胞信号通路和保护线粒体免受氧化损伤来降低活性氧的产生和释放。

近年来，许多先进的设计策略被开发用于制备多功能抗氧化水凝胶并治疗氧化应激相关疾病。为了促进对氧化应激相关疾病的多方面治疗，抗氧化水凝胶需要具备多功能性，如导电性、自愈能力、可注射性、温度敏感性、pH值响应性、黏附性、抗菌活性和再生促进作用。抗氧化水凝胶大致可分为自身抗氧化水凝胶和负载抗氧化成分的水凝胶。目前，已被用于制备抗氧化水凝胶的抗氧化剂类型有：多酚、硫醇、纳米酶、维生素、类胡萝卜素、类黄酮、氨基酸、矿物质、辅酶Q10 和天然酶。

表 1. 抗氧化水凝胶的成分、的特性和应用。

抗氧化水凝胶作为一种治疗手段，在缓解氧化应激相关疾病的症状和阻碍其发展方面具有广阔的前景。许多先进的抗氧化水凝胶已经展现出强大的抗氧化活性和显著的治疗效果。新一代的抗氧化水凝胶需要具备更多的多功能性，如抗菌、抗炎、定向递送和促进组织修复等，从而提供更全面的治疗效果。然而，目前大多数抗氧化水凝胶还缺乏临床的试验和评估。随着个性化医疗日益受到重视，未来的抗氧化水凝胶面临着更多的挑战。

香港理工大学王文义助理教授为该论文的共同通讯作者，胡滨和欧阳永亮为本论文的共同第一作者。本研究受到国家自然科学基金项目、上海启明星计划和香港理工大学资助。

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