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Microenvironment-responsive sodium alginate hydrogel loaded with MnO2 and pachymic acid for the treatment of gastric ulcer - 05/02/25

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.117835 
Xin Qian a, Fan Zhou b, Jiawen Zheng c, Yili Tao d, Xiaoping Zou b,
a Drum Tower Clinical Medical College, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing, China 
b Department of Gastroenterology, Nanjing Drum Tower Hospital, Nanjing, China 
c Zhenjiang Hospital of Chinese Traditional and Western Medicine, Zhenjiang, China 
d Changzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, Changzhou, China 

Corresponding author.

Abstract

Gastric ulcer (GU), a common digestive system disorder in clinical practice, often arises from excessive alcohol consumption and other factors that irritate the gastric mucosa. Effective treatment of GU remains challenging due to the poor targeting, limited efficacy, and significant side effects associated with current therapeutic approaches. To address these limitations, we developed a microenvironment-responsive hydrogel composed of sodium alginate (SA) and chitosan (CS), incorporating MnO2 nanoparticles and pachymic acid (PA). This hydrogel was designed to evaluate its therapeutic potential for GU treatment in both in vitro and in vivo models. The SA/CS hydrogel system rapidly formed in response to acidic gastric conditions, leveraging the microenvironment to enhance therapeutic efficacy. Encapsulated MnO2 nanoparticles could scavenge reactive oxygen species (ROS), mitigating oxidative stress, while PA further alleviated oxidative damage. In vitro studies demonstrated that this hydrogel system significantly promoted the migration of gastric mucosal epithelial cells (GES-1) and reduced oxidative stress-induced damage under H2O2 stimulation. Furthermore, in vivo evaluations using animal models of ethanol-induced acute GU and acetic acid-induced chronic GU confirmed the hydrogel’s pronounced anti-ulcer effects. These results underscore the potential of MnO2-and PA-loaded SA/CS hydrogels as a safe, targeted, and effective therapeutic strategy for ethanol-induced gastric injury. This novel approach offers a promising foundation for the development of future gastric ulcer treatments.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Keywords : SA/CS hydrogel, Gastric ulcer, MnO2, Pachymic acid, Oxidative stress damage


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