CN107075127A - 生物光子水凝胶 - Google Patents

Abstract

本公开提供了用于光疗的生物光子水凝胶和方法。具体地，本公开的生物光子水凝胶包括N‑羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和至少一种生色团，其中所述至少一种生色团在光聚合后不完全光漂白。本公开的生物光子水凝胶和方法可用于促进伤口愈合和皮肤更新，以及处理痤疮和各种其它皮肤病症。

Description

生物光子水凝胶

技术领域

本公开总体涉及形成生物光子水凝胶。

背景技术

最近，光疗被认为在医疗和美容领域应用广泛，包括用于手术、治疗和诊断。例如，光疗已经用于因为减少侵袭性而治疗癌症和肿瘤，作为抗菌处理对靶向部位进行消毒，促进伤口愈合，及用于面部皮肤更新。

水凝胶是吸收溶剂(例如水)、经历快速膨胀而没有可辨别的溶解并保持能够可逆变形的三维网络的材料。已经提出了形成水凝胶用于许多应用中，包括手术、医学诊断和治疗、粘合剂和密封剂。一种形成水凝胶的方法采用光聚合。光聚合包括使用光将引发剂分子转化成自由基，自由基可与含有双键的单体或大分子单体反应并传播自由基链聚合。预期用于生物医学和组织工程应用的形成水凝胶应在温和条件下发生，例如中性pH，并且需要无毒的光引发剂。

因此，本公开的目的是提供可用于光疗的水凝胶组合物的新的和改进的构成以及方法。

发明内容

本公开提供了用于光疗的生物光子水凝胶和方法。特别地，本公开的生物光子水凝胶包括可聚合单体和至少一种生色团。优选地，所述至少一种生色团可以吸收和/或发射光以引发水凝胶的光聚合，并且进一步其中所述至少一种生色团在光聚合后不完全光漂白。

在一些实施方案中，生物光子水凝胶组合物还包含交联剂。在一些实施方案中，交联剂是聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)。所述组合物还可以包括引发剂。引发剂可以是TEA。所述组合物还可以包括催化剂，并且催化剂可以是1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)。

在一些实施方案中，催化剂可以是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

在一些实施方案中，生色团吸收和/或发射可见光。在一些实施方案中，生色团吸收和/或发射在约400nm-750nm或约400-700nm或约400nm-800nm范围内的光。

在一些实施方案中，水凝胶组合物还包括表面活性剂。在一些实施方案中，表面活性剂是Pluronic F127。表面活性剂在生物光子水凝胶中的存在量可以为约1-5wt％、约2.5-7.5wt％、约5-10wt％、约7.5-12.5wt％、约10-15wt％、约12.5-17.5wt％、约15-20wt％、约20-25wt％F127之间。在某些实施方案中，生物光子水凝胶包含另外的表面活性剂，该表面活性剂包括阳离子表面活性剂。在某些其它实施方案中，阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。在某些实施方案中，CTAB可以以允许通过CTAB形成胶束的百分浓度(称为临界胶束浓度)存在于生物光子水凝胶中。在某些实施方案中，临界胶束浓度可以随着生物光子水凝胶的孵育温度的增加而增加。

在一些实施方案中，水凝胶组合物还包括稳定剂。稳定剂可以是明胶、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)或任何其它增稠剂。

本发明的水凝胶组合物的生色团可以是呫吨染料。呫吨染料可以是荧光素或曙红，或任何其它呫吨染料。

在一些实施方案中，生物光子水凝胶组合物还包括可增强生物光子水凝胶的机械强度的另外的化合物。在一些实施方案中，另外的化合物可以是二氧化硅基化合物。在某些实施方案中，二氧化硅基化合物可以是二氧化硅粘土或煅制二氧化硅(SiO₂)。在某些实施方案中，二氧化硅粘土可以是膨润土。膨润土在生物光子水凝胶中的存在量可以在生物光子水凝胶的约0.01-0.5wt％之间、约0.25-0.75wt％之间、约0.5-0.75wt％之间、约0.75-1.0wt％之间。煅制二氧化硅在生物光子水凝胶中的存在量可以在生物光子水凝胶的约0.01-1.0wt％之间、约1.0-2.0wt％之间、约2.0-3.0wt％之间、约3.0-4.0wt％之间、约4.0-5.0wt％之间。

在某些其他实施方案中，生物光子水凝胶包括另外的表面活性剂和用于增强生物光子水凝胶的机械强度的另外的化合物的组合。在某些其他实施方案中，另外的表面活性剂和用于增强生物光子水凝胶中的机械强度的另外的化合物的组合分别包括CTAB和煅制二氧化硅。

本公开的任何方面或实施方案的生物光子水凝胶组合物可以用于调节细胞或组织类型中的促炎反应。在一些实施方案中，本公开的任何方面或实施方案的生物光子水凝胶组合物可用于刺激细胞或组织类型中胶原蛋白生产的增加，并且在一些实施方案中，本公开的任何方面或实施方案的生物光子水凝胶组合物可以用于刺激成纤维细胞增生。

本公开的任何方面或实施方案的生物光子水凝胶组合物可用于组织的美容或医疗处理。在一些实施方案中，美容处理是皮肤更新和调理，医学处理是伤口愈合、牙周处理或痤疮处理或其它皮肤病，包括痤疮、湿疹、牛皮藓或皮炎的治疗。在一些方面，生物光子水凝胶组合物用于调节炎症、调节胶原蛋白合成或用于促进血管生成。

本公开还提供了促进伤口愈合的方法，包括在伤口上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包括N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和至少一种生色团；以及用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；其中所述方法促进伤口愈合。

本公开还提供了用于治疗皮肤病症的方法，其中所述方法包括在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包括N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和至少一种生色团；以及用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；并且其中所述方法促进所述皮肤病症的愈合。在一些实施方案中，皮肤病症选自痤疮、湿疹、牛皮癣和皮炎。

本公开还提供了用于治疗痤疮的方法，包括：在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包括N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和至少一种生色团；以及用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；并且其中所述方法治疗痤疮。

本公开还提供了用于皮肤更新的方法，包括在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包含N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和至少一种生色团；以及用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；并且其中所述方法促进皮肤更新。

本公开还提供了用于预防或治疗瘢痕的方法，包括在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶包括N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)和至少一种生色团；以及用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；并且其中所述方法促进预防或治疗瘢痕。

附图简述

参考与以下内容相关的描述，本公开的其他方面和优点将变得更好理解，以下内容中：

图1示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)的光发射光谱。

图2示出了根据本公开的实施方案的在5-10分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)的光发射光谱。

图3示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/明胶的光发射光谱。

图4示出了根据本公开的实施方案的在5-10分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/明胶的光发射光谱。

图5示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/HEC的光发射光谱。

图6示出了根据本公开的实施方案的在5-10分钟照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/HEC的光发射光谱。

图7示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/P1-F127的光发射光谱。

图8示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/P1-F127-CTAB的光发射光谱。

图9示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/P1-F127-膨润土的光发射光谱。

图10示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/P1-F127-SiO₂的光发射光谱。

图11示出了根据本公开的实施方案的在0-5分钟的照射期间生物光子聚(羟乙基丙烯酰胺)/P1-F127-SiO₂-CTAB的光发射光谱。

图12示出了表示根据本公开一个实施方案的在用来自蓝光和膜的光处理后48小时调节人皮肤成纤维细胞(DHF)中胶原蛋白生产的图。

图13示出了表示根据本公开一个实施方案的用来自蓝光和膜的光处理后24小时调节人皮肤成纤维细胞(DHF)增生的图。

具体实施方式

(1)概述

本公开提供了生物光子水凝胶及其用途。使用这些材料的生物光子疗法将形成水凝胶的有益效果与由照射材料时产生的荧光引起的光生物刺激相结合。在本公开的形成生物光子水凝胶的某些实施方案中，通过可见光活化。此外，在一些实施方案中，采用本发明的生物光子水凝胶的光疗将，例如，通过例如促进胶原蛋白合成来促进伤口愈合，更新皮肤；治疗皮肤病症诸如痤疮；以及治疗牙周炎。

(2)定义

在继续进一步详细描述本发明之前，应该理解的是，本发明并不限于具体的组合物或方法步骤，因为这些都可能变化。必须指出的是，正如本说明书和所附权利要求书中使用的那样，除非上下文清楚显示，否则，单数形式“一”、“一个”及“该”包括复数指示对象。

本发明中给出数值或范围时使用的术语“大约”指的是在给出的数值或范围的20％以内，优选在10％以内及更优选在5％以内的数值或范围。

此处适宜指出的是，本文使用的“和/或”是指具体公开了两种规定特征或成分的每一种，两者可以同时兼具或者单独具有。例如，“A和/或B”是指具体公开了(i)A、(ii)B和(iii)A和B中的每一种情形，如同每种情形在本文中独立提出的一样。

“生物光子”是指在生物相关背景中产生、操作、检测和应用光子。换句话说，生物光子组合物和材料主要是由于光子的产生和操作而发挥其生理效应。

“水凝胶”是指固体或半固体质地的材料，包括水。水凝胶通过分子结构的三维网络形成，在该分子结构内可以保持水以及其它物质。三维分子网络可以通过共价化学键，或通过离子键，或通过其任何组合保持在一起。一些水凝胶可以通过两种或更多种材料的混合物形成，所述两种或更多种材料彼此经历化学或物理反应以产生三维分子网络，该三维分子网络提供具有一定程度的维度稳定性的水凝胶。

“局部施用”或“局部使用”指的是应用于身体表面，如皮肤、粘膜、阴道、口腔、内部手术伤口部位等。

在本发明中，术语“生色团”和“光活化剂”可以互换使用。生色团是指在受到光照射时能够吸收光的化合物。生色团容易光致激发，然后，将其能量传递给其它分子或以光(荧光)的形式发射。

“光漂白”指的是生色团的光化学破坏。生色团可以完全或部分光漂白。

术语“光化光”指的是从特定光源(如灯、LED或激光器)发出的且能够被物质(例如，生色团或光活化剂)吸收的光能。术语“光化光”和“光”在本文中可互换使用。在优选的实施方案中，光化光是可见光。

本文中的“光聚合”是指使用可见光或UV光以与称为“引发剂”的光敏化合物相互作用以产生自由基，所述自由基可引发液体或半液体单体或大分子单体的聚合以形成水凝胶。

“皮肤更新”指的是减少、消除、延缓或逆转皮肤老化的一个或多个症状或通常改善皮肤状态的过程。例如，皮肤更新可包括增加皮肤的亮度，减小毛孔尺寸，减少细纹或皱纹，改善薄的和透明的皮肤，改善紧致度、改善下垂皮肤(例如由骨丢失引起)，改善皮肤干燥(可能瘙痒)，减少或逆转雀斑，减少或防止出现老年斑、蜘蛛状血管、粗糙和皮革状皮肤、当拉伸时消失的细皱纹，减少松弛的皮肤或改善斑点肤质。根据本公开内容，通过本发明的组合物、方法和用途的某些实施方案，上文所述的一种或多种症状可以得到改善，或者老化的一个或多个症状可以被减少、消除、延缓或甚至逆转。

“伤口”指的是任何组织的损伤，包括，例如，急性、亚急性、延缓或难以愈合伤口以及慢性伤口。伤口的实例可包括开放性伤口和闭合性伤口。伤口包括，例如，截肢、烧伤、切口、切除、损伤、撕裂伤、擦伤、穿刺或穿透伤口、手术伤口、截肢、挫伤、血肿、挤压伤、溃疡(如压力、糖尿病、静脉或动脉)、瘢痕(美容)，以及由牙周炎引起的伤口(牙周发炎)。

参考下面的对选定实施方案的详细说明(如附图中所述的)，本发明主题内容的特征和优点将更为明显。正如将认识到的那样，本发明公开的和权利要求中的主题内容可以在各个方面作出改动，所有改动都不背离权利要求的范围。因此，附图和说明本质上将被视为阐述性的，而并非限制性的，主题内容的完整范围在权利要求书中给出。

(3)生物光子水凝胶

本公开在广义上提供生物光子水凝胶和使用生物光子水凝胶的方法。在广义上，生物光子水凝胶可以通过特定波长的光(例如光子)活化。根据本公开的各种实施方案，生物光子水凝胶含有可聚合单体和至少一种生色团。生色团可以吸收和/或发射光以引发可聚合单体的光聚合。在一些实施方案中，生色团在光聚合后不完全光漂白。生物光子水凝胶的连续或重复照射可以激活至少一种生色团，其导致其自身具有治疗效果的光，和/或组合物中所含的其它试剂的光化学活化。

当生色团吸收某一波长的光子时，生色团被激发。这是一种不稳定的状态，分子将试图返回到基态，释放出多余的能量。对某些生色团来说，当其返回到基态时，最好是以光的形式放出多余的能量。该过程被称为发射荧光。由于转化过程失去能量，与吸收波长相比，所发射的荧光的峰值波长朝更长的波长移动。这种现象被称为斯托克斯频移。在适当的环境中(例如，在生物光子水凝胶中)，这些能量的大部分被转移到生物光子水凝胶的其它组分或直接转移到处理部位。

不受理论的约束，认为由于生物细胞和组织可识别的飞秒、皮秒或纳秒发射特性，导致有益的生物调节，因此由光活化生色团发射的荧光可具有治疗特性。此外，发射的荧光的波长更长，因此，比活化光能更深入地穿透到组织内部。采用这样的宽范围的波长(某些实施方案中包括穿过组合物的活化光)照射组织，对细胞和组织可具有不同的和互补的效果。换句话说，在本公开的生物光子水凝胶中使用生色团用于对组织的治疗效果。

本公开的生物光子水凝胶可以具有局部用途，例如遮罩或伤口敷料，或作为对光源的附属物，作为波导或作为滤光器。此外，生物光子材料可以限制生色团和组织之间的接触。这些材料将根据构成组合物的成分进行说明。另外地或替代地，本发明的组合物具有功能和结构性质，这些性质也可用于定义和描述组合物。本公开的生物光子水凝胶的各个组分，包括生色团、可聚合单体、交联剂、引发剂、催化剂和其它任选成分，例如增稠剂和表面活性剂，在下面详述。

本公开还提供了本文所述材料的预混合组合物，其在曝光时将胶凝或聚合。预混合组合物包括至少一种生色团和可聚合单体，例如HEAA，其在其聚合形式中称为“PHEAA”。

(a)生色团

合适的生色团可以是荧光化合物(或染色剂)(亦称为“荧光染料”或“荧光团”)。也可以使用其它染料基团或染料(生物和组织染料、食品着色剂、类胡萝卜素和其它染料)。合适的光活化剂可以是那些通常被视为安全(GRAS)的光活化剂。有利的是，本公开的生物光子水凝胶中可以包括皮肤或其他组织不能良好耐受的光活化剂，因为在某些实施方案中，光活化剂被包封在水凝胶内，并且可能不接触组织。

在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶包括第一生色团，其在施加光时经历部分或完全光漂白。在一些实施方案中，第一生色团在可见光谱范围内的波长处吸收，例如在约380-800nm、380-700nm、400-800nm或380-600nm的波长处吸收。在其它实施方案中，第一生色团在波长大约200-800nm、200-700nm、200-600nm或200-500nm处吸收。在一些实施方案中，第一生色团在约200-600nm的波长处吸收。在一些实施方案中，第一生色团吸收波长大约200-300nm、250-350nm、300-400nm、350-450nm、400-500nm、450-650nm、600-700nm、650-750nm或700-800nm的光。

本领域的技术人员应该理解的是，具体生色团的光学特性可能根据生色团的周围介质而变化。因此，如本文所使用的，特定生色团的吸收和/或发射波长(或光谱)对应于在本公开的生物光子水凝胶中测量的波长(或光谱)。

本文公开的生物光子水凝胶可以包括至少一种另外的生色团。组合生色团可通过组合染料分子而增加光吸收，并增强吸收和光-生物调节的选择性。因此，在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶包括多于一种生色团。当用光照射这种多-生色团材料时，在生色团之间可发生能量转移。该过程被称为共振能量转移，是一种广泛流行的光物理过程，通过该过程，被激发的“供体”生色团(此处亦称为第一生色团)将其激发能转移给“受体”生色团(此处亦称为第二生色团)。共振能量转移的效率和导向性取决于供体和受体生色团的光谱特征。特别是，生色团之间的能量流动取决于反映吸收光谱和发射光谱相对位置和形状的光谱重叠。更具体地说，要使发生能量转移，供体生色团的发射光谱必须与受体生色团的吸收光谱重叠。

能量转移通过供体发射的减少或淬灭、以及激发态寿命的减少，还伴随着受体发射强度的增加而表现出来。为了增强能量转移效率，供体生色团应当具有良好的吸收光子和发射光子的能力。此外，供体生色团的发射光谱与受体生色团的吸收光谱之间重叠越多，供体生色团就越能更好地将能量转移给受体生色团。

在某些实施方案中，在本公开的生物光子水凝胶进一步包含第二生色团的情况下，第一生色团可具有的发射光谱与第二生色团的吸收光谱重叠至少约80％、约75％、约70％、约65％、约60％、约55％、约50％、约45％、约40％、约35％、约30％、约25％、约20％、约15％或约10％。在一些实施方案中，第一生色团具有的发射光谱与第二生色团的吸收光谱重叠至少约20％。在一些实施方案中，第一生色团具有的发射光谱与第二生色团的吸收光谱重叠至少在约1-10％之间、在约5-15％之间、在约10-20％之间、在约15-25％之间、在约20-30％之间、在约25-35％之间、在约30-40％之间、在约35-45％之间、在约50-60％之间、在约55-65％之间或在约60-70％之间。

本发明所述的％光谱重叠指的是在光谱四分之一最大全宽(FWQM)时测量的供体生色团的发射波长范围与受体生色团的吸收波长范围的重叠百分比。在一些实施方案中，第二生色团在可见光谱范围内的波长处吸收。在一些实施方案中，第二生色团的吸收波长比第一生色团的吸收波长相对来说更长，波长在大约50-250、25-150或10-100nm的范围内。

生色团在每重量生物光子水凝胶中存在的量可以约在0.001-40％。在某些实施方案中，第一生色团在每重量生物光子水凝胶中存在的量在约0.001-3％之间、约0.001-0.01％之间、约0.005-0.1％之间、约0.1-0.5％之间、约0.5-2％之间、约1-5％之间、约2.5-7.5％之间、约5-10％之间、约7.5-12.5％之间、约10-15％之间、约12.5-17.5％之间、约15-20％之间、约17.5-22.5％之间、约20-25％之间、约22.5-27.5％之间、约25-30％之间、约27.5-32.5％之间、约30-35％之间、约32.5-37.5％之间，或约35-40％之间。

在包括第二生色团的实施方案中，第二生色团在每重量生物光子水凝胶中存在的量可以约在0.001-40％。在一些实施方案中，第二生色团在每重量生物光子水凝胶中存在的量在约0.001-3％之间、约0.001-0.01％之间、约0.005-0.1％之间、约0.1-0.5％之间、约0.5-2％之间、约1-5％之间、约2.5-7.5％之间、约5-10％之间、约7.5-12.5％之间、约10-15％之间、约12.5-17.5％之间、约15-20％之间、约17.5-22.5％之间、约20-25％之间、约22.5-27.5％之间、约25-30％之间、约27.5-32.5％之间、约30-35％之间、约32.5-37.5％之间，或约35-40％之间。

在某些实施方案中，每重量生色团或生色团组合的总重量在每重量生物光子水凝胶中的量可以在约0.005-1％之间、约0.05-2％之间、约1-5％之间、约2.5-7.5％之间、约5-10％之间、约7.5-12.5％之间、约10-15％之间、约12.5-17.5％之间、约15-20％之间、约17.5-22.5％之间、约20-25％之间、约22.5-27.5％、约25-30％之间、约27.5-32.5％之间、约30-35％之间、约32.5-37.5％之间，或约35-40.001％之间。

所使用的生色团的浓度可以基于来自生物光子水凝胶的生物光子活性的期望强度和持续时间，以及基于期望的医学或美容效果来进行选择。例如，有些染料，如呫吨染料达到“饱和浓度”，在这这后，进一步增加浓度并不能提供显著更高的发射荧光。在饱和浓度之上进一步增加生色团的浓度会减少穿过基质的活化光的数量。因此，如果对于某些应用需要比活化光更多的荧光，则可以使用高浓度的生色团。但是，如果在发射荧光和活化光之间要求平衡，可以选择接近或低于饱和浓度的浓度。

可用于本公开的生物光子水凝胶中的合适生色团包括但不限于以下：

叶绿素染料

示例性叶绿素染料包括但不限于叶绿素a；叶绿素b；叶绿酸；菌叶绿素a；菌叶绿素b；菌叶绿素c；菌叶绿素d；原叶绿素；原叶绿素a；两亲叶绿素衍生物1；以及两亲叶绿素衍生物2。

呫吨衍生物

示例性的呫吨染料包括但不限于曙红，曙红B(4′，5′-二溴，2′，7′-二硝基-荧光素，二价阴离子)；曙红Y；曙红Y(2′，4′，5′，7′-四溴-荧光素，二价阴离子)；曙红(2′，4′，5′，7′-四溴-荧光素，二价阴离子)；曙红(2′，4′，5′，7′-四溴-荧光素，二价阴离子)甲酯；曙红(2′，4′，5′，7′-四溴-荧光素，单阴离子)对异丙基苄基酯；曙红衍生物(2′，7′-二溴-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(4′，5′-二溴-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(2′，7′-二氯-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(4′，5′-二氯-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(2′，7′-二碘-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(4′，5′-二碘-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(三溴-荧光素，二价阴离子)；曙红衍生物(2′，4′，5′，7′-四氯-荧光素，二价阴离子)；曙红联十六烷基氯化吡啶鎓离子对；赤藓红B(2′，4′，5′，7′-四碘-荧光素，二价阴离子)；赤藓红；赤藓红二价阴离子；赤藓红B(erythiosin B)；荧光素；荧光素二价阴离子；根皮红B(2′，4′，5′，7′-四溴-3，4，5，6-四氯-荧光素，二价阴离子)；根皮红B(四氯-四溴-荧光素)；焰红染料B；玫瑰红(3，4，5，6-四氯-2′，4′，5′，7′-四碘荧光素，二价阴离子)；派洛宁G，派洛宁J，派洛宁Y；罗丹明染料如罗丹明，包括但不限于4，5-二溴-罗丹明甲酯；4，5-二溴-罗丹明正丁酯；罗丹明101甲酯；罗丹明123；罗丹明6G；罗丹明6G己酯；四溴-罗丹明123；和四甲基罗丹明乙酯。

亚甲基蓝染料

示例性亚甲基蓝衍生物包括但不限于1-甲基亚甲基蓝；1，9-二甲基亚甲基蓝；亚甲基蓝；亚甲基蓝(16μM)；亚甲基蓝(14μM)；亚甲基紫；溴亚甲基紫；4-碘亚甲基紫；1，9-二甲基-3-二甲基-氨基-7-二乙基-氨基-吩噻嗪；和1，9-二甲基-3-二乙基氨基-7-二丁基-氨基-吩噻嗪。

偶氮染料

示例性偶氮(或二偶氮-)染料包括但不限于甲基紫、中性红、对位红(颜料红1)、苋菜红(偶氮玉红S)、酸性红(偶氮玉红、食品红3、酸性红14)、诱惑红AC(FD&C 40)、酒石黄(FD&C黄5)、橙黄G(酸性橙10)、丽春红4R(食品红7)、甲基红(酸性红2)及紫脲酸铵-红紫酸铵。

在本公开的某些方面，这里所公开的生物光子水凝胶的一个或多个生色团可以独立地选自以下任一生色团：酸性黑1、酸性蓝22、酸性蓝93、酸性品红、酸性绿、酸性绿1、酸性绿5、酸性品红、酸性橙10、酸性红26、酸性红29、酸性红44、酸性红51、酸性红66、酸性红87，酸性红91、酸性红92、酸性红94、酸性红101、酸性红103、酸性品红、酸性品红、酸性紫19、酸性黄1、酸性黄9、酸性黄23、酸性黄24、酸性黄36、酸性黄73、酸性黄S、吖啶橙、吖啶黄、阿尔新蓝、阿尔新黄、醇溶曙红、茜素、茜素蓝2RC、茜素卡红、茜素花青BBS、茜素花青R、茜素红S、茜素红紫、铝试剂、酰胺黑10B、氨基黑、苯胺蓝WS、蒽蓝SWR、金胺O、Azocannine B、偶氮卡红G、冰染重氮5、偶氮重氮48、天青A、天青B、天青C、碱性蓝8、碱性蓝9、碱性蓝12、碱性蓝15、碱性蓝17、碱性蓝20、碱性蓝26、碱性棕1、碱性品红、碱性绿4、碱性橙14、碱性红2、碱性红5、碱性红9、碱性紫2、碱性紫3、碱性紫4、碱性紫10、碱性紫14、碱性黄1、碱性黄2、比布里希猩红、俾斯麦棕Y、亮结晶猩红6R、钙红、胭脂红、胭脂红酸、天青石蓝B、中国蓝、虫红、Coelestine蓝、铬紫CG、铬变素2R、铬花青R、刚果科林斯红、刚果红、棉蓝、棉红、藏红花猩红、藏花素、结晶丽春红6R、结晶紫、大丽紫、金刚绿B、直接蓝14、直接蓝58、直接红、直接红10、直接红28、直接红80、直接黄7、曙红B、蓝色曙红、曙红、曙红Y、黄色曙红、Eosinol、伊利石榴红B、羊毛铬花青R、赤藓红B、乙基曙红、乙基绿、乙基紫、伊文思蓝、坚牢蓝B、坚牢绿FCF、坚牢红B、坚牢黄、荧光素、食品绿3、焦酚酞、加拉明蓝、倍花青、龙胆紫、氧化苏木精、苏木紫、苏木精、日光坚牢品红BBL、甲蓝、苏木因、苏木紫、苏木精、霍夫曼紫、皇家红、吲哚菁绿、阿利新蓝、阿利新蓝1、阿利新黄1、INT、胭脂、胭脂酮酸、目光宝石红、紫胶、紫胶酸、劳思氏紫、淡绿、丽丝胺绿SF、Luxol坚牢蓝、品红0、品红I、品红II、品红III、孔雀绿、曼彻斯特棕、马休黄、汞溴红、红汞、酸性间胺黄、亚甲基天青A、亚甲基天青B、亚甲基天青C、亚甲基蓝、甲基蓝、甲基绿、甲基紫、甲基紫2B、甲基紫10B、媒染蓝3、媒染蓝10、媒染蓝14、媒染蓝23、媒染蓝32、媒染蓝45、媒染红3、媒染红11、媒染紫25、媒染紫39、萘酚蓝黑、萘酚绿B、萘酚黄S、天然黑1、天然绿3(叶绿酸)、天然红、天然红3、天然红4、天然红8、天然红16、天然红25、天然红28、天然黄6、NBT、天然红、新品红、尼亚加拉蓝3B、夜蓝、尼罗蓝、尼罗蓝A、尼罗蓝恶唑酮、尼罗蓝硫酸盐、尼罗红、硝基BT、硝基蓝四唑、核坚牢红、油红O、橙G、地衣红、副品红、焰红染料B、苦味酸、丽春红2R、丽春红6R、丽春红B、二甲苯胺丽春红、丽春红S、报春花、红紫素、派洛宁B、藻胆素、藻青蛋白、藻红蛋白、藻红蓝蛋白(PEC)、酞菁、派若宁G、派若宁Y、奎宁、罗丹明B、玫瑰苯胺、玫瑰红、藏红、番红精O、猩红R、猩红、猩红R、紫胶、天狼猩红F3B、砂罗铬花青R、可溶蓝、溶剂黑3、溶剂蓝38、溶剂红23、溶剂红24、溶剂红27、溶剂红45、溶剂黄94、醇溶曙红、苏丹III、苏丹IV、苏丹黑B、硫黄S、瑞士蓝、酒石黄、硫黄素S、硫黄素T、硫素、甲苯胺蓝、甲苯胺红、金莲橙G、吖啶黄、锥虫蓝、荧光素钠、维多利亚蓝4R、维多利亚蓝B、维多利亚绿B、维生素B、水溶蓝I、水溶曙红、二甲苯胺丽春红或黄色曙红。

在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶包括上面列出的任何生色团或其组合，以便在施用部位提供协同的生物光子效应。

生色团组合的协同效应指的是生物光子效用大于其各自效用的总和，但并不限于任一具体的理论。有利的是，这可以转化为生物光子水凝胶的反应性增加，处理时间更快或改善。此外，要达到相同的或更好的处理结果，不需要更改处理条件，如暴露于光的时间、所用光源的功率及所用光的波长。换句话说，使用协同的生色团组合可以实现相同的或更好的处理，而并不一定需要延长暴露于光源的时间、提高光源功率或采用不同波长的光源。

在一些实施方案中，生物光子水凝胶包括曙红Y作为第一生色团及玫瑰红、荧光素、赤藓红、焰红染料B、叶绿酸中的任何一种或多种作为第二生色团。人们相信，这些组合具有协同效应，因为，当它们部分地因为它们的吸收光谱和发射光谱重叠或接近而得到活化时，它们可以将能量从一个生色团转移到另一个生色团。该转移的能量然后作为荧光被发射和/或导致生产活性氧。这种吸收和再发射的光被认为在整个组合物中传输，还传输到处理部位内。

在进一步实施方案中，材料包括下述协同组合：曙红Y和荧光素；荧光素和玫瑰红；赤藓红和曙红Y、玫瑰红或荧光素组合；焰红染料B和曙红Y、玫瑰红、荧光素和赤藓红中的一种或多种组合。也可以采用其它协同生色团组合。

通过生色团组合在生物光子水凝胶中的协同效应，通常不能被活化光(例如来自LED的蓝光)活化的生色团可以通过从活化光活化的生色团的能量转移而活化。这样，可以根据要求的美容或医学治疗而利用和定制不同性质的光活化生色团。

例如，当玫瑰红在分子氧存在的情况下被活化时，它可产生较高的单线态氧。但是，从发射荧光方面来讲，玫瑰红的量子产率较低。玫瑰红的峰值吸收在540nm附近，因此，它可用绿光进行活化。曙红Y的量子产率高，可以采用蓝光活化。将玫瑰红和曙红Y相结合，得到的组合物在蓝光活化时可以发射具有治疗作用的荧光和产生单线态氧。在这种情况下，蓝光将曙红Y光活化，曙红Y将其部分能量转移给玫瑰红，并以荧光形式放出部分能量。

在一些实施方案中，选择一种或多种生色团，从而光活化时其发射的荧光是电磁谱中绿光、黄光、橙光、红光及红外光部分内的一种或多种，例如，峰值波长在大约490nm至大约800nm范围之内。在一些实施方案中，发射荧光的功率密度是0.005至大约10mW/cm²、大约0.5至大约5mW/cm²。

(b)可聚合单体

可聚合单体可以是亲水性单体。如本文所用，亲水性单体是指当聚合时产生亲水性聚合物的任何单体，该亲水性聚合物当与水性介质例如水接触时能够形成水凝胶。在一些实施方案中，亲水性单体可以在聚合物主链中含有官能团或作为侧链。如本文所用的术语“官能团”是指表现出键形成能力的化学部分。官能团的实例包括但不限于羟基(-OH)、羧基(-COOH)、酰胺(-CONH-)、硫醇(-SH)或磺酸(-SO3H)基团。亲水性单体的实例包括但不限于含羟基单体，例如甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、2-羟乙基丙烯酰胺、N-2-羟乙基乙烯基氨基甲酸酯、2-羟乙基乙烯基碳酸酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸羟己酯和甲基丙烯酸羟辛酯；含羧基的单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、马来酸及其盐、含不饱和多元羧酸的游离羧基的酯，如马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、富马酸单甲酯、富马酸单乙酯及其盐；含酰胺单体如(甲基)丙烯酰胺、巴豆酰胺、肉桂酰胺、马来二酰胺和富马二酰胺；含硫醇的单体如甲硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、丁硫醇、叔丁硫醇和戊硫醇；含磺酸的单体如对苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸、对-α-甲基苯乙烯磺酸、异戊二烯磺酸及其盐。

在本公开的某些方面，可聚合单体是N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)。在本公开的某些实施方案中，HEAA以约1-50wt％，或约5-50wt％，或约5-40wt％，或约10-30wt％，或约15-25wt％，或约20wt％HEAA的量存在于生物光子水凝胶组合物中。

(c)交联剂

本公开的交联剂旨在在聚合过程期间形成交联结构。交联剂的典型实例包括但不限于在其分子单元中具有至少两个可聚合不饱和双键的化合物，具有至少两个能够在分子中与官能团(如酸基、羟基、氨基)反应的基团的化合物；具有至少一个双键和至少一个能够与单体化合物的官能团反应的基团的化合物，所述单体化合物具有能够与分子单元内的单体的官能团反应的至少两个点；和可以列举在单体组分的聚合过程中能够通过接枝键合形成交联结构的亲水性聚合物。

本公开的生物光子水凝胶的一些实施方案具有包含以下的交联剂：聚(乙二醇)二丙烯酸酯，或多价(甲基)丙烯酰胺化合物，例如N，N′-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺；或聚(甲基)丙烯酸酯化合物如聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚(丙烯)二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，以及季戊四醇四-(甲基)丙烯酸酯；或聚烯丙基化合物如三烯丙基胺、聚(烯丙氧基)烷烃、三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基异氰尿酸酯，和磷酸三烯丙酯；或聚缩水甘油基化合物如聚(乙二醇)二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚和甘油三缩水甘油醚；多异氰酸酯化合物如2，4-甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯；聚噁唑啉化合物；或含有反应性基团的(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸酯如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。

本领域普通技术人员公知的是，交联密度的降低增加了吸收能力，并且同时增加了可溶组分的含量。在本公开中使用的交联剂的量可以变化。在本公开的某些实施方案中，交联剂是聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)。在本公开的另外的实施方案中，PEGDA以总组合物的0.1-10wt％，或1-5wt％的量存在于生物光子水凝胶组合物中。

(d)引发剂

本公开的生物光子水凝胶的某些实施方案还可以包括聚合引发剂。如本文所用，用于聚合反应的“引发剂”是指通常通过提供自由基物质可以开始聚合反应的化合物。自由基物质可以直接由引发剂化合物产生，或者可以从促进聚合的引发的化合物中提取。本公开的引发剂分子可以是光引发剂，意味着其可以被光活化。然后通过活化的引发剂化合物产生或提取的自由基可以传播自由基链聚合。本公开的引发剂分子可以包括三乙醇胺(TEA)。在一些实施方案中，生物光子水凝胶材料可以包括约0-1wt％之间、约0.1-0.5wt％之间、约0.2-1.0wt％之间、约0.25-1.25wt％之间、约0.1-2.0wt％之间、约0.2-4.0wt％之间的TEA。

(e)催化剂

本公开的生物光子水凝胶的某些实施方案还可以包括催化剂。如本文所用，用于聚合反应的“催化剂”是指可以在引发反应后帮助可聚合材料的聚合的化合物。通常，催化剂将促进聚合反应的完成和/或提高可聚合材料掺入聚合产物中的速率。本公开的催化剂可以结合到聚合产物中并为该产物提供改进的生物相容性特征。合适的促进剂通常是低分子量单体型化合物，其在加入含大分子单体的组合物中并与其聚合时，增强基质形成。本公开的催化剂可以包括1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)。在某些实施方案中，催化剂是NVP。在一些实施方案中，生物光子水凝胶材料可以包括约0-1wt％之间、约0.1-0.5wt％之间、约0.2-1.0wt％之间、约0.25-1.25wt％之间、约0.1-2.0wt％之间、约0.2-4.0wt％之间的NVP。

(f)表面活性剂

本公开的生物光子水凝胶还可以包含表面活性剂。表面活性剂可以以总组合物重量的约5-10％，或约10-15％，或约15-20％，或约20-25％，或约25-30％的量存在。在某些实施方案中，表面活性剂是泊洛沙姆。泊洛沙姆可从BASF公司商购获得。泊洛沙姆产生反相热明胶组合物，即具有以下特性：其粘度随着温度增加而增加直到粘度再次降低的点。在本公开的某些实施方案中，表面活性剂是F127(也称为Poloxamer 407)。在一些实施方案中，生物光子水凝胶材料可以包含占总组合物的1-25wt％的量的F127。在一些实施方案中，生物光子水凝胶材料可以包含约1-5wt％之间、约2.5-7.5wt％之间、约5-10wt％之间、约7.5-12.5wt％之间、约10-15wt％之间、约12.5-17.5wt％之间、约15-20wt％之间、约20-25wt％之间的F127。在某些实施方案中，生物光子水凝胶包含另外的表面活性剂，该表面活性剂包括阳离子表面活性剂。在某些其它实施方案中，阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。在某些其它实施方案中，阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。在某些实施方案中，CTAB可以以允许通过CTAB形成胶束的百分浓度(称为临界胶束浓度)存在于生物光子水凝胶中。在某些实施方案中，临界胶束浓度可以随着生物光子水凝胶的孵育温度的增加而增加。

(g)增稠剂

在某些实施方案中，生物光子水凝胶还可以包括增稠剂或稳定剂例如明胶和/或改性纤维素如羟乙基纤维素(HEC)和羧甲基纤维素(CMC)，和/或多糖如黄原胶、瓜尔胶和/或淀粉和/或任何其它增稠剂。在本公开的某些实施方案中，稳定剂或增稠剂可以包含明胶。例如，生物光子水凝胶可以包含约0-5wt％、约1-5wt％、约1.5-10wt％或约2-20wt％明胶。在本公开的其它实施方案中，稳定剂或增稠剂可以包含HEC。例如，生物光子水凝胶可以包含约0-2.5wt％之间、约1-5wt％之间、约1.5-10wt％之间的HEC。

(h)机械加强剂

在一些实施方案中，生物光子水凝胶组合物还包括可增强生物光子水凝胶的机械强度的另外的化合物。在一些实施方案中，另外的化合物可以是二氧化硅基化合物。在某些实施方案中，二氧化硅基化合物可以是二氧化硅粘土或煅制二氧化硅(SiO₂)。在某些实施方案中，二氧化硅粘土可以是膨润土(B)。膨润土表面活性剂可以以生物光子水凝胶的约0.01-0.5wt％之间、约0.25-0.75wt％之间、约0.5-0.75wt％之间、约0.75-1.0wt％之间的量存在于生物光子水凝胶中。煅制二氧化硅表面活性剂可以以生物光子水凝胶的约0.01-1.0wt％之间、约1.0-2.0wt％之间、约2.0-3.0wt％之间、约3.0-4.0wt％之间、约4.0-5.0wt％之间的量存在于生物光子水凝胶中。

在某些其他实施方案中，生物光子水凝胶包括另外的表面活性剂和用于增强生物光子水凝胶的机械强度的另外的化合物的组合。在某些其它实施方案中，另外的表面活性剂和用于增强生物光子水凝胶中的机械强度的其它化合物的组合包含CTAB和煅制二氧化硅。

(i)杀菌剂

杀菌剂杀灭微生物或抑制它们的生长或累积，并且任选地包括在本公开的生物光子水凝胶中。示例性杀菌剂(或抗菌剂)在如下美国专利申请公开号中描述：2004/0009227和2011/0081530。本公开方法和组合物中使用的合适的杀菌剂包括但不限于过氧化氢、过氧化氢脲、过氧化苯甲酰、酚类和氯化酚类化合物、间苯二酚及其衍生物、双酚化合物、苯甲酸酯(对羟基苯甲酸酯)、卤代碳酰苯胺、聚合物类杀菌剂、噻唑啉、三氯甲基硫代酰亚胺、天然杀菌剂(亦称为“天然精油”)、金属盐和广谱抗生素。

过氧化氢(H₂O₂)是一种强大的氧化剂，分解为水和氧，不会形成任何持久性的有毒残余化合物。生物光子水凝胶中可以使用的过氧化氢的合适浓度范围是从大约0.1％至大约3％、大约0.1至1.5％、大约0.1％至大约1％、大约1％、小于大约1％。

过氧化氢脲(亦称为过氧化脲、碳酰胺过氧化氢或过碳酰胺)可溶于水，并包含大约35％过氧化氢。生物光子水凝胶中可以使用的过氧化脲的合适的浓度范围是小于大约0.25％，或小于大约0.3％，0.001至0.25％，或大约0.3％至大约5％。过氧化脲以缓-释方式分解为脲和过氧化氢，该过程可通过加热或光化学反应加速。

过氧化苯甲酰由两个与过氧化基团连接的苯甲酰基组成(苯甲酸中的羧酸H被脱除)。人们发现，在用于痤疮的处理中，过氧化苯甲酰的浓度是2.5％至10％。释放的过氧化基团在灭菌方面非常有效。过氧化苯甲酰还可以促进皮肤更新和毛孔清除，进一步促进减少细菌数量和减少痤疮。过氧化苯甲酰与皮肤接触时分解为苯甲酸和氧，这两者都没毒。生物光子水凝胶中可以使用的合适的过氧化苯甲酰的浓度是大约2.5％至大约5％

根据某些实施方案，本公开的生物光子水凝胶可任选地包含一种或多种另外的组分，例如作为氧自由基源的富氧化合物。过氧化物是含有过氧基(R-O-O-R)的氧化剂，具有链状结构，包含两个氧原子，每个氧原子与另一个氧原子和基团或某种元素连接。当本发明包含氧化剂的生物光子材料被光照射时，生色团被激发到更高的能态。当生色团的电子返回到更低的能态时，它们发射出能级更低的光子，从而引起波长更长的光的发射(斯托克斯频移)。在合适的环境中，这些能量中的一些被转移给氧或反应性过氧化氢并导致形成氧自由基，如单线态氧。人们认为，生物光子材料活化产生的单线态氧及其它反应性氧是以本能方式操作的。也就是说，通过刺激和调节靶向组织细胞中的应激反应路径，在较少暴露于通常有毒的刺激(如反应性氧)的情况下可以实现有益的健康效果。对外源产生的自由基(反应性氧)的内源性响应得到调节，使其对抗外源性自由基的防御能力增加，从而诱导愈合和再生过程的加速。此外，氧化剂的活化也可产生抗菌效果。细菌对暴露于自由基的极端敏感性使得本公开的生物光子水凝胶潜在地是一种杀菌组合物。

本发明中可以使用的具体的酚类和氯代酚类杀菌剂包括但不限于：苯酚；2-甲基苯酚；3-甲基苯酚；4-甲基苯酚；4-乙基苯酚；2，4-二甲基苯酚；2，5-二甲基苯酚；3，4-二甲基苯酚；2，6-二甲基苯酚；4-正-丙基苯酚；4-正-丁基苯酚；4-正-戊基苯酚；4-叔戊基苯酚；4-正-己基苯酚；4-正庚基苯酚；单-和多-烷基和芳基卤代酚；对-氯苯基；甲基对-氯酚；乙基对-氯酚；正-丙基对-氯酚；正-丁基对-氯酚；正戊基对-氯酚；仲-戊基对-氯酚；正-己基对-氯酚；环己基对-氯酚；正-庚基对-氯酚；正-辛基对-氯酚；邻-氯酚；甲基邻-氯酚；乙基邻-氯酚；正-丙基邻-氯酚；正-丁基邻-氯酚；正-戊基邻-氯酚；叔-戊基邻-氯酚；正-己基邻-氯酚；正-庚基邻-氯酚；邻-苯甲基对-氯酚；邻-苯甲基-间-甲基对-氯酚；邻-苯甲基-m，m-二甲基对-氯酚；邻-苯基乙基对-氯酚；邻-苯基乙基-间-甲基对-氯酚；3-甲基对-氯酚；3，5-二甲基对-氯酚；6-乙基-3-甲基对-氯酚、6-正-丙基-3-甲基对-氯酚；6-异-丙基-3-甲基对-氯酚；2-乙基-3，5-二甲基对-氯酚；6-仲-丁基-3-甲基对-氯酚；2-异-丙基-3，5-二甲基对-氯酚；6-二乙基甲基-3-甲基对-氯酚；6-异-丙基-2-乙基-3-甲基对-氯酚；2-仲-戊基-3，5-二甲基对-氯酚；2-二乙基甲基-3，5-二甲基对-氯酚；6-仲-辛基-3-甲基对-氯酚；对-氯-间-甲酚对-溴苯酚；甲基对-溴苯酚；乙基对-溴苯酚；正-丙基对-溴苯酚；正-丁基对-溴苯酚；正-戊基对-溴苯酚；仲-戊基对-溴苯酚；正-己基对-溴苯酚；环己基对-溴苯酚；邻-溴苯酚；叔-戊基邻-溴苯酚；正-己基邻-溴苯酚；正-丙基-m，m-二甲基邻-溴苯酚；2-苯基苯酚；4-氯-2-甲基苯酚；4-氯-3-甲基苯酚；4-氯-3，5-二甲基苯酚；2，4-二氯-3，5-二甲基苯酚；3，4，5，6-四溴-2-甲基苯酚；5-甲基-2-戊基苯酚；4-异丙基-3-甲基苯酚；对-氯-间二甲苯酚(PCMX)；氯百里酚；苯氧乙醇；苯氧异丙醇；及5-氯-2-羟基二苯甲烷。

间苯二酚及其衍生物也可用作抗菌剂。具体的间苯二酚衍生物包括但不限于：甲基间苯二酚；乙基间苯二酚；正-丙基间苯二酚；正-丁基间苯二酚；正-戊基间苯二酚；正-己基间苯二酚；正-庚基间苯二酚；正-辛基间苯二酚；正-壬基间苯二酚；苯基间苯二酚；苯甲基间苯二酚；苯乙基间苯二酚；苯丙基间苯二酚；对-氯苯甲基间苯二酚；5-氯-2，4-二羟基二苯甲烷；4′-氯-2，4-二羟基二苯甲烷；5-溴-2，4-二羟基二苯甲烷；及4′-溴-2，4-二羟基二苯甲烷。

本发明中可以使用的具体的双酚抗菌剂包括但不限于：2，2′-亚甲基双-(4-氯苯酚)；2，4，4′-三氯-2′-羟基-二苯醚，其由Ciba Geigy，Florham Park，N.J.以商品名销售；2，2′-亚甲基双-(3，4，6-三氯苯酚)；2，2′-亚甲基双-(4-氯-6-溴苯酚)；双-(2-羟基-3，5-二氯对-苯基)硫化物；及双-(2-羟基-5-氯苄基)硫化物。

本发明中可以使用的具体的苯甲酸酯(对羟基苯甲酸酯)包括但不限于：对羟基苯甲酸甲酯；对羟基苯甲酸丙酯；对羟基苯甲酸丁酯；对羟基苯甲酸乙酯；对羟基苯甲酸异丙酯；对羟基苯甲酸异丁酯；对羟基苯甲酸苄酯；对羟基苯甲酸甲酯钠；及对羟基苯甲酸丙酯钠。

本发明中可以使用的具体的卤代碳酰苯胺包括但不限于：3，4，4′-三氯碳酰苯胺，如3-(4-氯苯基)-1-(3，4-二氯苯基)脲，Ciba-Geigy(地址：美国新泽西州Florham Park)以商品名销售的产品；3-三氟甲基-4，4′-二氯碳酰苯胺；及3，3′，4-三氯碳酰苯胺。

本发明中可以使用的具体的聚合物抗菌剂包括但不限于：聚六亚甲基双胍盐酸盐；及聚(亚胺基酰亚胺羰基亚胺基酰亚胺羰基亚胺基六亚甲基盐酸盐)，以商品名IB销售。

本发明中可以使用的具体的噻唑啉包括但不限于：以商品名销售的产品；及2-正-辛基-4-异噻唑啉-3-酮，以商品名IT-3000DIDP销售。

本发明中可以使用的具体的三氯甲基硫代酰亚胺包括但不限于：N-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺，以商品名销售；及N-三氯甲基硫代-4-环己烯-1，2-二甲酰亚胺，以商品名销售。

本发明中可以使用的具体的天然抗菌剂包括但不限于下述物质的油：大茴香；柠檬；柑桔；迷迭香；鹿蹄草；百里香；熏衣草；丁香；酒花；茶树；枫茅；小麦；大麦；芸香草；雪松叶；杉木；肉桂；旋复花草；老鹳草；檀香；紫罗兰；越橘；桉树；马鞭草；薄荷；安息香胶；罗勒；茴香；枞树；凤仙花；薄荷醇；牛至；黄连碱；角叉菜；小檗科；拉坦尼根；及姜黄。归入天然抗菌剂一类的还可包括人们发现的植物油中能够提供抗菌好处的关键化学成分。这些化学物质包括但不限于：茴香脑；儿茶酚；莰烯；百里酚；丁香酚；桉叶醇；阿魏酸；法尼醇；扁柏酚；草酚酮；柠檬烯；薄荷醇；水杨酸甲酯；香芹酚；松油醇；马鞭草烯酮；小檗碱；拉坦尼根精华；丁香烯氧化物；香茅酸；姜黄；橙花叔醇；及香叶醇。

本发明中可以使用的具体的金属盐包括但不限于元素周期表3a-5a、3b-7b和8族金属的盐。金属盐的具体实例包括但不限于以下金属的盐：铝；锆；锌；银；金；铜；镧；锡；汞；铋；硒；锶；钪；钇；铈；镨；钕；钷；钐；铕；钆；铽；镝；钬；铒；铊；镱；镏；及它们的混合物。金属离子类抗菌剂的一个实例是HealthShieldTechnology(美国马萨诸塞州Wakefield)生产、以商品名销售的一种抗菌剂。

本发明可以使用的具体的广谱抗菌剂包括但不限于本发明其它抗菌剂类别中描述的那些抗菌剂。

本发明方法中可以使用的其它抗菌剂包括但不限于：巯氧吡啶，特别是包含巯氧吡啶的锌络合物，如以商品名销售的产品；二甲基二羟甲基乙内酰脲，以商品名销售的产品；甲基氯异噻唑啉酮/甲基异噻唑啉酮，以商品名Kathon销售的产品；亚硫酸钠；亚硫酸氢钠；咪唑烷基脲，以商品名Germall销售的产品；二唑烷基脲，以商品名Germall销售的产品；苯甲醇v2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇，以商品名销售的产品；福尔马林或甲醛；碘代丙烯基丁氨基甲酸酯，以商品名Polyphase销售；氯乙酰氨；甲胺；甲基二溴腈戊二腈(1，2-二溴-2，4-二氰基丁烷)，以商品名销售；戊二醛；5-溴-5-硝基-1，3-二噁烷，以商品名销售；苯乙醇；邻-苯基苯酚/钠邻-苯基苯酚羟甲基甘氨酸钠，以商品名Suttocide销售；聚甲氧基双环噁唑烷，以商品名Nuosept销售；二甲氧烷；硫柳汞；二氯苯甲醇；克菌丹；chlorphenenesin；双氯酚；氯丁醇；月桂酸甘油酯；卤代二苯醚；2，4，4′-三氯-2′-羟基-二苯醚，以商品名销售，并且可从Ciba-Geigy(地址：美国新泽西州FlorhamPark)获得；及2，2′-二羟基-5，5′-二溴-二苯醚。

本发明方法中可以使用的其它抗菌剂包括美国专利号3,141,321；4,402,959；4,430,381；4,533,435；4,625,026；4,736,467；4,855,139；5,069,907；5,091,102；5,639,464；5,853,883；5,854,147；5,894,042；和5,919,554，及美国专利申请公开号20040009227和20110081530中公开的那些抗菌剂。

(4)生物光子材料的光学性质

在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶基本上是透明的或半透明的。生物光子水凝胶的％透光率可以使用例如Perkin-Elmer Lambda 9500系列UV-可见分光光度计在250nm至800nm的波长范围内测量。在一些实施方案中，测定可见范围内的透光率并对数据进行平均。在一些其他实施方案中，生物光子水凝胶的透光率在省略生色团的情况下测量。由于透光率取决于厚度，在将样品装到分光光度计中之前，采用卡规测量每个样品的厚度。可根据下式对透光率数据进行归一化

式中，t₁＝试样实际厚度，t₂＝透光率测定归一化的厚度。在本领域中，透光率测定通常归一化为1cm。

在一些实施方案中，生物光子水凝胶在可见光范围内具有大于约20％、30％、40％、50％、60％、70％或75％的透光率。在一些实施方案中，在可见光范围内的透光率超过40％、41％、42％、43％、44％或45％。

(5)使用方法

本公开的生物光子水凝胶可具有美容和/或医疗益处。它们可用于促进皮肤更新和皮肤调理，促进皮肤病症如痤疮、湿疹、皮炎或牛皮癣的处理，促进组织修复，调节炎症，调节胶原蛋白合成，减少或避免瘢痕形成，用于美容，或促进伤口愈合，包括减少牙周袋的深度。它们可用于处理急性炎症。急性炎症可以表现为疼痛、热、发红、肿胀和功能丧失，并且包括炎性反应，例如在过敏反应例如对昆虫(如蚊子、蜜蜂、黄蜂、毒藤)叮咬的反应中所见的那些，或消融后处理。

因此，在某些实施方案中，本发明提供一种治疗急性炎症的方法。

在某些实施方案中，本公开提供了用于提供皮肤更新或用于改善皮肤状况、处理皮肤病症、预防或处理瘢痕形成，和/或加速伤口愈合和/或组织修复的方法，所述方法包括：将本公开的生物光子水凝胶施用于需要处理的皮肤或组织的区域，以及用具有与存在于生物光子水凝胶中的生色团的吸收光谱重叠的波长的光照射生物光子水凝胶预混合物，诱导水凝胶的形成；以及用具有与存在于生物光子水凝胶中的发色团的吸收光谱重叠的波长的光连续或重复照射生物光子水凝胶。

在本发明方法中，可以使用任何光化光光源。任何类型的卤素灯、LED或等离子弧灯或激光器都是合适的。合适的光化光光源的主要特点是其发射适合活化组合物中存在的一种或多种光活化剂的一个(或多个)波长的光。在一个实施方案中，使用氩激光器。在另一个实施方案中，使用磷酸钛钾(KTP)激光器(如GreenLight^TM激光器)。在另一个实施方案中，光化光光源是LED灯，如光固化设备。在又一个实施方案中，光化光光源是波长大约200-800nm的光源。在另一个实施方案中，光化光光源是波长大约400至600nm的可见光光源。在另一个实施方案中，光化光光源是波长大约400至700nm的可见光光源。在又一个实施方案中，光化光的光源是蓝光。在又一个实施方案中，光化光的光源是红光。在又一个实施方案中，光化光的光源是绿光。此外，光化光光源应具有合适的功率密度。非准直光源(LED、卤素灯或等离子灯)合适的功率密度是大约0.1mW/cm²至大约200mW/cm²。激光器光源合适的功率密度为大约0.5mW/cm²-0.8mW/cm²。

在本发明方法的一些实施方案中，照射到受试者皮肤表面的光的能量是大约0.1mW/cm²至大约500mW/cm²，或0.1-300mW/cm²，或0.1-200mW/cm²，其中施用的能量至少取决于待处理的状态、光的波长、皮肤与光源之间的距离及生物光子材料的厚度。在某些实施方案中，受试者皮肤处的光在大约1-40mW/cm²之间，或大约20-60mW/cm²之间，或大约40-80mW/cm²之间，或大约60-100mW/cm²之间，或大约80-120mW/cm²之间，或大约100-140mW/cm²之间，或大约30-180mW/cm²之间，或大约120-160mW/cm²之间，或大约140-180mW/cm²之间，或大约160-200mW/cm²之间，或大约110-240mW/cm²之间，或大约110-150mW/cm²之间，或大约190-240mW/cm²之间。

生物光子水凝胶中的生色团的活化可以在照射时几乎立即发生(飞秒或皮秒)。延长的暴露期可有利于利用本公开的生物光子水凝胶的吸收、反射和重新发射的光的协同效应及其与正在处理的组织的相互作用。在一个实施方案中，组织或皮肤或生物光子水凝胶暴露于光化性光的时间为0.01分钟至90分钟之间的时间。在另一个实施方案中，组织或皮肤或生物光子水凝胶暴露于光化光的时间为1分钟至5分钟之间的时间。在一些其他实施方案中，生物光子水凝胶被照射1分钟至3分钟之间的时间。在某些实施方案中，施加光约1-30秒、约15-45秒、约30-60秒、约0.75-1.5分钟、约1-2分钟、约1.5-2.5分钟、约2-3分钟、约2.5-3.5分钟、约3-4分钟、约3.5-4.5分钟、约4-5分钟、约5-10分钟、约10-15分钟、约15-20分钟或约20-30分钟。处理时间可以是不超过大约90分钟、大约80分钟、大约70分钟、大约60分钟、大约50分钟、大约40分钟或大约30分钟。应该理解的是，可以通过调节传输给处理部位的能流速率来调节治疗时间，以保持剂量。例如，所输送的能流可以是大约4至大约60J/cm²、4-大约90J/cm²、10-大约90J/cm²、大约10-大约60J/cm²、大约10-大约50J/cm²、大约10-大约40J/cm²、大约10-大约30J/cm²、大约20-大约40J/cm²、大约15J/cm²至25J/cm²、或约10-大约20J/cm²。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶可以以一定间隔再次照射。在另一个实施方案中，光化光的光源是在处理部位上方连续移动适当的照射时间。在另一个实施方案中，可以照射生物光子水凝胶，直到生物光子水凝胶至少部分光漂白或完全光漂白。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶中的生色团可以通过包括来自太阳和顶置照明的环境光进行光激发。在一些实施方案中，生色团可以通过电磁光谱可见范围内的光光活化。这种光可以由任何光源发射，例如日光、灯泡、LED设备、电子显示屏，例如电视、计算机、电话、移动装置、移动装置上的电筒。在本发明方法中，可以使用任何光源。例如，可以结合使用环境光和直射光或人工直射光的组合。环境光可以包括顶置照明，例如LED灯泡，荧光灯和间接太阳光。

在本公开的方法中，可以在施加光后从皮肤除去生物光子水凝胶。在其他实施方案中，生物光子水凝胶在组织上保留较长的时间段，并在适当时间用直接或环境光重新活化以处理该病症。

在本公开方法的某些实施方案中，生物光子水凝胶可以每周一次、两次、三次、四次、五次或六次、每天或以任何其它频率施用于组织。总的处理时间可以是一周、两周、三周、四周、五周、六周、七周、八周、九周、十周、十一周、十二周或认为合适的任何其它时间长度。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶可用于促进伤口愈合。在这种情况下，生物光子水凝胶可以在医生或其他保健提供者认为合适的伤口部位施用。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶可以在伤口闭合后使用以优化瘢痕修复。在这种情况下，生物光子水凝胶可以以规律的间隔施用，例如每周一次，或者由医生或其他保健提供者认为合适的间隔施用。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶可以在痤疮处理后使用以维持经处理的皮肤的状况。在这种情况下，生物光子水凝胶可以以规律的间隔施用，例如每周一次，或以医生或其他保健提供者认为合适的间隔施用。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶可以在烧蚀性皮肤更新处理后使用以维持经处理的皮肤的状况。在这种情况下，生物光子水凝胶可以以规律的间隔施用，例如每周一次，或以医生或其他保健提供者认为合适的间隔施用。

在本公开的方法中，其他组分可以任选地包括在生物光子水凝胶中或与生物光子水凝胶组合使用。这种其它组分包括，但不限于，愈合因子、抗菌剂、富氧试剂、皱纹填充剂，如肉毒杆菌毒素，透明质酸和聚乳酸、抗真菌剂、抗菌剂、抗病毒剂与/或促进胶原蛋白合成的试剂。这些其它组分可以在局部施用本公开的生物光子水凝胶之前、同时和/或之后以局部方式施用于皮肤。合适的愈合因子包含促进或增强施用部位组织愈合或更新过程的化合物。在本公开的生物光子水凝胶的光活化期间，在皮肤或粘膜处的处理部位处可能增加对这种其它组分的分子的吸收。在一些实施方案中，一段时间内，观察到处理部位血液流动增加。加入愈合因子，因自由基级联的动态交互作用所引起的淋巴引流增加及可能的渗透平衡变化，都会得到改善或甚至被强化。愈合因子还可以调节生物光子组合物的生物光子产量，如光漂白时间和特性，或调节组合物中的某种组分的漂白。合适的愈合因子包括但不限于葡糖胺、尿囊素、藏红花、促进胶原蛋白合成的试剂、抗真菌剂、抗菌剂、抗病毒剂和伤口愈合因子，如生长因子。

(i)皮肤更新

本公开的生物光子水凝胶可用于促进皮肤更新或改善皮肤状况和外观。真皮是皮肤的第二层，含有皮肤的结构性元素结缔组织。存在具有不同功能的各种类型的结缔组织。弹性纤维赋予皮肤弹性，胶原蛋白赋予皮肤强度。

真皮和表皮之间的接合处是一个非常重要的结构。真皮-表皮接合处连结形成与手指类似的表皮嵴。表皮细胞从真皮内的血管接收其营养物质。表皮嵴增加表皮暴露于这些血管和所需营养物质的表面积。

皮肤的老化伴随皮肤的显著生理学变化发生。新皮细胞的产生减缓，真皮-表皮接合处的表皮嵴变平。虽然弹性纤维的数量增加，但是，其结构和凝聚性下降。此外，胶原蛋白的数量和真皮的厚度随着皮肤老化而降低。

胶原蛋白是皮肤细胞外基质的主要成分，提供结构性框架。在老化过程期间，胶原蛋白合成下降及胶原蛋白纤维不溶解，导致真皮变薄，丧失皮肤的生物力学性质。

皮肤的生理变化导致出现显著的老化症状，通常被称为时序老化、内在老化和光老化。皮肤变得更干燥，粗糙和鳞屑增加，外表变得更暗淡无光，并且最明显地，出现明显的细纹和皱纹。皮肤老化的其它症状或迹象包括但不限于：皮肤变薄和透明、底层脂肪流失(导致双颊凹陷和眼睛深陷，以及手部和颈部明显失去紧致度)、骨丢失(由于骨丢失使得骨骼与皮肤分离，导致皮肤下垂)、皮肤干燥(可能发痒)、无法充分排汗以冷却皮肤、不理想的面部长毛、雀斑、老年斑、蛛状血管、皮肤粗糙和革质皮肤、拉伸时会消失的细纹、皮肤松驰和/或长斑。

真皮-表皮接合处是基底膜，将表皮中的角化细胞与位于表皮下面的细胞外基质分离。该基底膜由两层组成：与角化细胞接触的基底层及与细胞外基质接触的下层网状层。基底层富含IV型胶原蛋白和层粘连蛋白，这些分子在为细胞连接而提供结构性网络和生物粘合特征方面起到作用。

层粘连蛋白是糖蛋白，仅存在于基底膜内。它由三种多肽链(α、β和γ)组成，以不对称交叉形状布置，通过二硫键保持在一起。这三种链以不同的亚型存在，导致层粘连蛋白有十二种不同的同分异构体，包括层粘连蛋白-1和层粘连蛋白-5。

真皮通过VII型胶原蛋白纤维被锚定在基底膜角化细胞的半桥粒处，半桥粒是位于角化细胞上的特异性接合点，由α-整联蛋白和其它蛋白组成。层粘连蛋白，特别是层粘连蛋白-5，在基底角化细胞中的半桥粒跨膜蛋白及VII型胶原蛋白之间构成实际的锚定点。

已经证明，在老化皮肤中，层粘连蛋白-5合成和VII型胶原蛋白表达减少。这导致真皮和表皮之间的接触丧失，导致皮肤失去弹性和变得下垂。

最近，通常称为表情纹的另一种类型的皱纹得到了普遍认可。表情纹起因于弹性丧失，尤其是在真皮中，因此当面部肌肉产生面部表情时，皮肤不再能够恢复其原来状态。

本公开的生物光子水凝胶和本公开的方法可以用于促进皮肤更新。在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法可以用于促进皮肤亮度、减小孔径、减少斑点、使肤色均匀、减少干燥和使皮肤紧致，从而促进皮肤更新。在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法促进胶原蛋白合成。在一些其它的实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法可以减少、消除、延缓或甚至逆转一种或多种皮肤老化的症状，包括但不限于出现细纹或皱纹、皮肤变薄和透明、底层脂肪流失(导致双颊凹陷和眼睛深陷，以及手部和颈部明显失去紧致度)、骨丢失(由于骨丢失，骨骼与皮肤分离，导致皮肤下垂)、皮肤干燥(可能发痒)、无法充分排汗以冷却皮肤、不期望的面部长毛、雀斑、老年斑、蛛状血管、皮肤粗糙和革质皮肤、拉伸时会消失的细纹、皮肤松驰或长斑。在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法可以诱导孔径减小，增强皮肤各细部的紧致性，和/或增强皮肤半透明性。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶可以与胶原促进剂联合使用。促进胶原蛋白合成的试剂(即促胶原蛋白合成试剂)包括氨基酸、肽、蛋白质、脂质、小化学分子、天然产品及天然产品提取物。

例如，人们发现，摄入维生素C、铁和胶原蛋白可有效提高皮肤或骨骼中胶原蛋白的数量。参见，例如，美国专利申请公开2009/0069217。维生素C的实例包括抗坏血酸的衍生物，如L-抗坏血酸或L-抗坏血酸钠，利用乳化剂等涂敷抗坏血酸得到的抗坏血酸制剂，及含任意比例的两种或多种这些维生素C的混合物。此外，也可以使用含维生素C的天然产品，如金虎尾或柠檬。铁制剂的实例包括：无机铁，如硫酸亚铁、柠檬酸亚铁钠，或焦磷酸铁；有机铁，如血红素铁、铁蛋白铁，或乳铁蛋白铁；含任意比例的两种或多种这些铁的混合物。此外，还可以使用含铁天然产品，如菠菜或动物肝脏。此外，胶原蛋白的实例包括：用酸或碱处理哺乳动物(如牛或猪)的骨头、皮肤获得的提取物；用蛋白酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶或糜蛋白酶水解获得的肽；及含任意比例的两种或多种这些胶原的混合物。还可以使用从植物源提取的胶原蛋白。

例如，其它促胶原蛋白合成剂在美国专利7,598,291、7,722,904、6,203,805、5,529,769以及以下美国专利申请公开号中进行了描述：2006/0247313；2008/0108681；2011/0130459；2009/0325885；和2011/0086060。

(ii)皮肤病症

本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理皮肤病症，包括但不限于红斑、毛细管扩张、光化性毛细血管扩张、基底细胞癌、接触性皮炎、突出性皮纤维肉瘤、生殖器疣、化脓性汗腺炎、黑素瘤、梅克尔细胞癌、钱币状皮炎、传染性软疣、牛皮癣、牛皮癣性关节炎、红斑痤疮、疥疮、头皮银屑病、皮脂腺癌、鳞状细胞癌、脂溢性皮炎、脂溢性角化病、带状疱疹、花斑癣、疣、皮肤癌、天疱疮、晒伤、皮炎、湿疹、皮疹、脓疱病、慢性单纯性苔癣、鼻赘疣、口周皮炎、假性毛囊炎、药疹、多形性红斑、结节性红斑、环状肉芽肿、光化性角化病、紫癜、斑秃、口疮性口炎、干性皮肤、皲裂、干燥病、寻常型鱼鳞病、真菌感染、单纯疱疹、擦烂红斑、瘢痕疙瘩、角化病、粟粒疹、传染性软疣、玫瑰糠疹、瘙痒、荨麻疹和血管肿瘤和畸形。皮炎包括接触性皮炎、特异反应性皮炎、脂溢性皮炎、钱币状皮炎、全身剥落性皮炎及静态性皮炎。皮肤癌包括黑色素瘤、基底细胞癌和鳞状细胞癌。

(iii)痤疮和痤疮疤痕

本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理痤疮。本发明所述“痤疮”指的是皮肤腺或毛囊炎症引起的皮肤病症。本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理早期萌前阶段或痤疮损伤可见的晚期阶段的痤疮。轻度、中度和重度痤疮可以用生物光子水凝胶和方法的实施方案处理。痤疮早期萌前阶段通常开始于来自位于毛皮脂内的皮脂腺的皮脂或皮肤油分泌过度。皮脂通过毛囊管到达皮肤表面。管道中和皮肤上存在过多皮脂会阻塞或淤塞毛囊管的正常的皮脂流动，从而使皮脂增厚和固化，形成称为粉刺的固体塞。在痤疮形成的正常顺序中，刺激毛囊孔形成过度角质化，从而完全堵住管道。通常的结果是丘疹、脓疱或囊肿，通常被细菌污染，导致继发性感染。痤疮的特征尤其在于存在粉刺、炎性丘疹或囊肿。痤疮的外观可能是轻微的皮肤刺激性至坑点，甚至发展成影响容貌的疤。因此，本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理一种或多种与痤疮有关的皮肤刺激、点蚀、瘢痕发展、粉刺、炎性丘疹，囊肿，过度角质化和皮脂增厚和硬化。

某些皮肤病具有不同的症状，包括发红、变红、灼痛、脱屑、疙瘩、丘疹、脓疱、粉刺、斑点、节结、囊、水泡、毛细管扩张、蛛状血管、疮、表面刺激或疼痛、痒、炎症、红、紫或蓝斑或变色、痣与/或肿瘤。

本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理各种类型的痤疮。例如，痤疮的一些类型，包括寻常痤疮、囊性痤疮、萎缩性痤疮、溴痤疮、氯痤疮、聚合性痤疮、美容性痤疮、去污剂痤疮、流行痤疮、表皮痤疮、夏季痤疮、暴发性痤疮、卤素痤疮、硬结性痤疮、碘痤疮、瘢痕瘤性痤疮、机械性痤疮、丘疹性痤疮、发蜡痤疮、月经前座疮、脓疱性痤疮、坏血病性痤疮、结核性痤疮、荨麻疹性痤疮、痘样痤疮、中毒性痤疮、丙酸痤疮、人工痤疮、革兰氏阴性痤疮、类固醇痤疮及结节囊性痤疮。

在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶与全身或局部抗生素处理联合使用。例如，用于治疗痤疮的抗生素包括四环素、红霉素、米诺环素、强力霉素，它们也可与本发明的组合物和方法一起使用。使用生物光子水凝胶可以缩短抗生素处理所需的时间或减少剂量。

(iv)伤口愈合

本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理伤口，促进伤口愈合，促进组织修复和/或预防或减少对美容的需要，包括运动机能的改善(例如关节的运动)。可以通过本公开的生物光子水凝胶和方法处理的伤口包括例如以不同方式引发、并且具有不同特征的对皮肤和皮下组织的伤口(例如，延长卧床休息引起的压迫性溃疡、由外伤或手术诱发的伤口、烧伤、与糖尿病或静脉功能不全相关的溃疡、由诸如牙周炎等的病症诱发的伤口)。在某些实施方案中，本公开提供了用于处理和/或促进例如烧伤、切口、切除、损伤、撕裂、擦伤、穿刺或穿透性伤口、手术伤口、挫伤、血肿、挤压伤、截肢、疮疡和溃疡的愈合的生物光子水凝胶和方法。

本公开的生物光子水凝胶和方法可用于处理慢性皮肤溃疡或伤口和/或促进慢性皮肤溃疡或伤口的愈合，这些伤口是未能通过有序和及时的事件序列以产生持久的结构性、功能性和美容性闭合的伤口。绝大多数慢性伤口可以根据其病原学分为三类：压迫性溃疡、神经病变性(糖尿病足部)溃疡及血管性(静脉或动脉)溃疡。

例如，本公开提供用于处理糖尿病溃疡和/或促进糖尿病溃疡愈合的生物光子水凝胶和方法。由于神经和血管并发症，糖尿病患者容易患足部溃疡和其它溃疡。周围神经病变会导致足部和/或腿部感觉改变或完全丧失。晚期神经病变的糖尿病患者完全丧失了辨别剧痛的能力。患神经病变的患者足部出现任何伤口或创伤时，它们可能数天或数周都完全没注意到。晚期神经病变患者丧失了感觉持续压力刺激的能力，结果，可能出现组织缺血和坏疽，导致，例如，足底溃疡。微血管疾病是糖尿病显著的并发症之一，也会导致溃疡。在某些实施方案中，本文提供了处理慢性伤口的生物光子水凝胶和方法，其中慢性伤口的特征在于糖尿病足溃疡和/或因糖尿病神经病变和/或血管并发症引起的溃疡。

在其它实例中，本公开提供用于处理压迫性溃疡和/或促进压迫性溃疡愈合的生物光子水凝胶和方法。压迫性溃疡包括褥疮、褥疮性溃疡和坐骨结节溃疡，这些溃疡会给患者带来巨大的痛苦和不适。压迫性溃疡是由长期施加到皮肤上的压力引起的。因此，由于个人的重量或质量，压力可以施加到患者的皮肤上。当皮肤一个区域供血阻塞或中断两小时或三小时以上时，会形成压迫性溃疡。受影响的皮肤区域会变红、疼痛及坏死。如果不进行处理，皮肤会露出来，受到感染。因此，压迫性溃疡是因例如长期卧床、坐轮椅和/或戴管型造成的压力下皮肤某一区域发生的皮肤溃疡。当一个人卧床不起、失去意识、无法感觉疼痛或不能动时，会发生压迫性溃疡。压迫性溃疡通常发生在身体的骨头突出部分，如臀部区(骶骨或髂嵴)或足跟。

可以通过本公开的生物光子水凝胶和方法处理的其它类型的伤口包括美国专利申请公开号2009/0220450中公开的伤口。

伤口愈合过程有三个明显的阶段。首先，在炎性阶段，通常从伤口出现到前两天至五天，血小板聚集从而沉积肉牙，促进纤维蛋白的沉积及刺激生长因子的释放。白血球迁移到伤口部位，开始消解伤口处的碎片和将碎片运走。在此炎性阶段，单核细胞还转化为巨噬细胞，后者释放出生长因子，刺激血管的形成和成纤维细胞的生产。

第二，在增生阶段，其通常发生在伤口发生的两天至三周，肉芽组织形成，并且上皮形成和收缩开始。成纤维细胞是该阶段的关键细胞类型，它们通过增生和合成胶原蛋白来填充伤口，提供强大的基质供上皮细胞生长。当成纤维细胞产生胶原蛋白时，从附近血管延伸形成血管，导致形成肉牙组织。肉牙组织通常从伤口底部生长。上皮形成涉及上皮细胞从伤口表面迁移，从而封住伤口。上皮细胞被接触类似细胞的需求推动，并受到充当网格作用的纤维蛋白链网络的引导，这些细胞在网格上迁移。在伤口处出现称为肌成纤维细胞的收缩细胞，帮助伤口闭合。这些细胞显示出胶原蛋白合成和收缩性，并且在肉牙性伤口内比较常见。

第三，在重塑阶段，伤口愈合的最后阶段可以从伤口发生的三周到几年发生，疤痕中的胶原蛋白经历重复降解和重新合成。在此阶段，新形成的皮肤的拉伸强度提高。

但是，当伤口愈合速度增加时，通常疤痕形成相应增加。结疤是大多数成年动物和人类组织愈合过程的结果。疤痕组织与其代替的组织不同，其功能质量通常更差。疤痕的类型包括但不限于萎缩性疤痕、增生性疤痕和癍痕瘤，以及瘢痕挛缩。萎缩性疤痕呈扁平，其表面低于周围皮肤下，形成谷或洞。增生性疤痕是留在原损伤边界内的隆起疤痕，通常含有以异常方式布置的过多的胶原蛋白。癍痕瘤是在原伤口边缘外扩散的隆起疤痕，以位点特异性方式侵入到正常皮肤附近，通常含有以异常方式布置的胶原蛋白螺旋。

与此相反的是，正常皮肤由以网织篮式方式布置的胶原蛋白纤维组成，有助于真皮的强度和弹性。因此，为了使伤口愈合过程更顺利，需要一种方法，不仅刺激胶原蛋白的产生，而且还以减少疤痕形成的方式刺激胶原蛋白的生产。

本公开的生物光子水凝胶和方法通过促进基本上均匀的上皮形成、促进胶原蛋白合成、促进受控收缩、和/或通过减少瘢痕组织的形成来促进伤口愈合。在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法可通过促进基本上均匀的上皮形成来促进伤口愈合。在一些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法促进胶原蛋白合成。在一些其他实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法促进受控收缩。在某些实施方案中，本公开的生物光子水凝胶和方法，例如，通过减少瘢痕组织的形成而促进伤口愈合。

在本公开的方法中，本公开的生物光子水凝胶也可以与负压辅助伤口闭合装置和系统组合使用。

在某些实施方案中，生物光子水凝胶保持在适当位置长达一、二或三周，并用可包括环境光的光以各种间隔照射。在这种情况下，所述组合物在两次暴露于光的间隔期间可以用不透明材料盖起来或任其在光下暴露。

(6)试剂盒

本发明还提供用于制备生物光子材料和/或提供形成本发明中的生物光子材料所需的任何组分的试剂盒。

在一些实施方案中，试剂盒包括容器，容器内包含可用于制备本公开的生物光子水凝胶的组分或组合物。在一些实施方案中，试剂盒包括本公开的生物光子水凝胶材料。构成本公开的生物光子水凝胶材料的不同组分可以在单独的容器中提供。例如，可以在与生色团分离的容器中提供HEAA可聚合单体。这样的容器的实例有双室注射器、配可移动分隔的双室容器、带小袋的袋子和多隔泡罩包装。另一个实例是组分之一在注射器中提供，所述注射器可以注射到另一个组分的容器内。

在其它实施方案中，试剂盒包括用于增强本公开的生物光子水凝胶的处理的全身性药物。例如，试剂盒包括全身性或局部性抗生素，激素治疗药物(例如，用于处理痤疮或伤口愈合)，或负压装置。

在其它实施方案中，试剂盒包括施用生物光子水凝胶材料的组分的装置。

在某些方面，提供了一种容器，其包括用于容纳生物光子水凝胶材料的室和与室连通的出口，用于从容器中排出生物光子材料，其中生物光子材料包含至少一种生色团。

在试剂盒的某些实施方案中，试剂盒可以进一步包含光源，例如具有适于活化生物光子水凝胶的生色团的波长的便携式灯。便携式灯可以用电池或可以充电。

关于如何使用根据本公开的形成生物光子水凝胶的书面说明可以包括在试剂盒中，或者可以包含在容器上或与容器相关联的地方，所述容器包含构成本公开的生物光子水凝胶材料的组合物或组分。

鉴于本公开的教导，等同的生物光子水凝胶、方法和试剂盒的识别完全在普通技术人员的技术范围内，除常规试验外不再需要进行其它实验。

阅读本公开后，本领域技术人员能够对本发明做出各种改变和改造。此处公开的特点可以与本文所述的一个或多个其它特点的任何组合和分组合(包括几个依赖性组合和分组合)实施。上面所述的各种特点，包括它们的任何部件，可以组合或集成到其它系统中。此外，某些特点可以省略或不实施。本领域的技术人员可以确定这些实例的改变、替换和更改，并且可在不背离本发明的范围的情况下进行。此处引用的所有参考文献通过引用均整体并入到本申请中，并构成本申请的一部分。

根据下述实施例，将更全面地了解本发明的实施，这些实例仅作解释之用，无论如何都不应视为限制本发明。

实施例

实施例1：聚(羟乙基丙烯酰胺)的水凝胶

在室温下制备含有2.025g HEAA(单体)、0.274g PEGDA(交联剂)、0.048g TEA(引发剂)和7.50mL H₂O的水溶液。向该溶液中加入0.1mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.1mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.1mL的NVP溶液(0.411g/mL)。水凝胶中曙红Y的最终浓度为109微克/克水凝胶。然后将所得混合物剧烈匀浆并浇铸到培养皿中以获得在用蓝光照射2分钟之后厚度为约2mm的硬水凝胶(峰值波长在400-470nm之间，功率密度为约30-150mW/cm²)。

使用SP-100分光辐射计(SP-100，ORB Optronix)测量通过和经由膜发射的光，同时用峰值发射波长为450nm的光(峰值波长范围为400-470nm，功率密度约30-150mW/cm²)照射5分钟。图1和图2分别显示了在照射5和10分钟后来自膜的发射光谱。可以看出，尽管荧光损失，生色团在照射10分钟后没有完全光漂白。生物光子膜保留了其初始荧光活性的约35％。

实施例2：聚(羟乙基丙烯酰胺)/明胶的水凝胶

在该实验中，将0.250g明胶溶解在8.00mL预先加热至约40℃的H₂O中。然后，将2.024g HEAA、0.253g PEGDA和0.034g TEA加入到明胶溶液中，并将混合物在室温下搅拌约15分钟。在保持搅拌的同时，向所得溶液中加入0.10mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.10mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.10mL的NVP溶液。一旦匀化，将溶液浇铸在培养皿中，如前所述用蓝光照射2分钟，以进行光引发聚合和交联以形成掺入生色团的水凝胶。这里，浇铸体积使得水凝胶的厚度为约2mm。

按实施例1测量通过聚合物发送的活化蓝光和自聚合物发射的荧光。图3显示了生物光子膜暴露于蓝光5分钟后的发射光谱，揭示了生色团的部分光漂白。可以估计，膜在照射5分钟后损失其初始荧光活性的约32％，在照射10分钟后损失约50％(参见图4)。

实施例3：聚(羟乙基丙烯酰胺)/HEC的水凝胶

向7.522g羟乙基纤维素(HEC)的水溶液(2％)中加入2.007g HEAA、0.256g PEGDA和0.030g TEA，并充分混合。向所得溶液中加入0.10mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.10mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.10mL的NVP溶液并均化，得到光活性溶液。然后将溶液浇铸到培养皿中并暴露于蓝光，以便如前所述在2分钟曝光后光引发聚合/交联并形成含有发色团的水凝胶。

按实施例1测量通过聚合物发送的活化蓝光和自聚合物发射的荧光。图5和图6分别显示在光活化5和10分钟内在生物光子膜下检测的光的光谱。令人惊讶的是，数据表明在照射的前5分钟期间荧光显著增加。在5分钟时，测量的荧光强度是最初测量的强度的两倍多。此外，荧光的这种增加与生物光子膜的清晰的着色变化相关，从粉红色到黄色，表明曙红几乎完全光漂白。在5至10分钟的照射之间，观察到荧光的轻微降低，以在时间零点记录的荧光的约160％的荧光结束。

实施例4：聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127的水凝胶

将2.002g HEAA，0.240g PEGDA和0.035g TEA加入到7.512g热固性Pluronic PL-F127(25％)的水溶液中。通过剧烈搅拌使混合物均匀，并在保持搅拌的同时，向所得溶液中加入0.1mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.1mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.1mL的NVP溶液。然后，将所得混合物浇铸在培养皿中并用实例1的蓝光照射2分钟以形成与PEGDA交联的聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127。控制浇铸体积，使得形成的水凝胶的厚度为约2mm。

使用SP-100分光辐射计(SP-100，ORB Optronix)测量通过聚合物发射的光和由聚合物发射的荧光。

图7显示在生物光子膜暴露于蓝光下5分钟时记录的光谱。可以看出，在这种情况下发射的荧光显著高于先前实施例中观察到的荧光，尽管所有膜含有相同浓度的曙红y和荧光素。虽然不受理论束缚，但认为这种荧光增强可归因于Pluronic F-127的表面活性剂性质。

实施例5：聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-CTAB的水凝胶

将2.010g HEAA、0.499g PEGDA、0.081g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和0.0453gTEA加入到8.00g热固性Pluronic PL-F127(25％)的水溶液中。通过剧烈搅拌使混合物均匀，并在保持搅拌的同时，向所得溶液中加入0.1mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.1mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.1mL的NVP溶液。然后，将所得混合物浇铸在培养皿中并用实施例1的蓝光照射30秒，以形成与PEGDA交联的聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-CTAB。控制浇铸体积，使得形成的水凝胶的厚度为约2mm。

使用SP-100分光辐射计(SP-100，ORB Optronix)测量通过聚合物发射的光和由聚合物发射的荧光。

图8显示了在生物光子膜暴露于蓝光5分钟期间记录的光谱。可以看出，在这种情况下发射的荧光显著高于在先前实施例中观察到的荧光，尽管所有膜含有相同浓度的曙红Y和荧光素。与实施例4中观察到的膜表现出的发射荧光相比，本实施例5中的膜表现出发射的紫色和蓝色光的量减少，并且对于绿色，橙色和红色光发射出各自光颜色的大约两倍，并且对于从实施例5的生物光子水凝胶发射的黄光的量，发射的该颜色的光为近似三倍。

实施例6：聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-膨润土的水凝胶

将2.010g HEAA、0.537g PEGDA、0.021g膨润土(B)和0.0453gTEA加入7.500g热固性pluronic PL-F127(25％)的水溶液中。通过剧烈搅拌使混合物均匀，并在保持搅拌的同时，向所得溶液中加入0.1mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.1mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.1mL的NVP溶液。然后，将所得混合物浇铸在培养皿中并用实施例1的蓝光照射30秒，以形成与PEGDA交联的聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-B。控制浇铸体积，使得形成的水凝胶的厚度为约2mm。

使用SP-100分光辐射计(SP-100，ORB Optronix)测量通过聚合物发射的光和由聚合物发射的荧光。

图9显示在生物光子膜暴露于蓝光5分钟期间记录的光谱。可以看出，在这种情况下发射的荧光不低于实施例4中观察到的(膜含有相同浓度的曙红Y和荧光素)，然而，与实施例4中观察到的膜所表现的发射荧光相比，该实施例6中的膜表现出发射的紫色和蓝色光的量减少，并且关于发射的绿色、黄色、橙色和红色光，从实施例6的生物光子水凝胶发射的这三种颜色中的每一种的量都增加。

实施例7：聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-SiO₂的水凝胶

将2.012g HEAA、0.528g PEGDA、0.150g煅制二氧化硅(SiO₂)和0.0453g TEA加入到7.500g热固性pluronic PL-F127(25％)的水溶液中。通过剧烈搅拌使混合物均匀，并在保持搅拌的同时，向所得溶液中加入0.1mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.1mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.1mL的NVP溶液。然后，将所得混合物浇铸在培养皿中并用实施例1的蓝光照射30秒，以形成与PEGDA交联的聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-SiO₂。控制浇铸体积，使得形成的水凝胶的厚度为约2mm。

使用SP-100分光辐射计(SP-100，ORB Optronix)测量通过聚合物发射的光和由聚合物发射的荧光。

图10显示在生物光子膜暴露于蓝光下5分钟期间记录的光谱。可以看出，在这种情况下发射的荧光不低于实施例4中观察到的(膜含有相同浓度的曙红Y和荧光素)，然而，与实施例4中观察到的膜所表现的发射荧光相比，该实施例6中的膜表现出发射的紫色和蓝色光的量减少，并且相对于发射的黄色、橙色和红色光，从实施例6的生物光子水凝胶发射的这三种颜色中的每一种的量有些许增加。

实施例8：聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-SiO₂-CTAB的水凝胶

将2.068g HEAA、0.501g PEGDA、0.081g CTAB、0.151g煅制二氧化硅(SiO2)和0.0453g TEA加入到7.500g热固性pluronic PL-F127(25％)的水溶液中。通过剧烈搅拌使混合物均匀，并在保持搅拌的同时，向所得溶液中加入0.1mL的曙红Y溶液(10.9mg/mL)、0.1mL的荧光素溶液(10.9mg/mL)和0.1mL的NVP溶液。然后，将所得混合物浇铸在培养皿中并用实施例1的蓝光照射30秒，以形成与PEGDA交联的聚(羟乙基丙烯酰胺)/PL-F127-SiO₂-CTAB。控制浇铸体积，使得形成的水凝胶的厚度为约2mm。

使用SP-100分光辐射计(SP-100，ORB Optronix)测量通过聚合物发射的光和由聚合物发射的荧光。

图11显示在生物光子膜暴露于蓝光下5分钟期间记录的光谱。可以看出，在这种情况下发射的荧光少于实施例5的生物光子水凝胶发射的荧光，但多于实施例4的生物光子水凝胶发射的荧光(膜含有相同浓度的曙红Y和荧光素)。与实施例4中观察到的膜所表现的发射荧光相比，本实施例7中的膜显示出发射的紫色和蓝色光的量显著减少，并且关于发射的绿色、黄色、橙色和红色光，从实施例7的生物光子水凝胶发射的这四种颜色的每一种的量有显著增加。然而，与实施例5的生物光子膜相比，从生物光子膜发射的这四种颜色的量较少。

实施例9：通过实施例1-4的生物光子聚合物膜调节HaCaT细胞中的IL6和IL8。

对实施例1-4的生物光子水凝胶调节炎症、特别是调节细胞因子IL6和IL8的能力进行评价。使用HaCaT人角质形成细胞作为用于评估这些炎性细胞因子的调节的可接受的体外模型。

在许多皮肤状况以及伤口中观察到过度的不受控制的炎症，并且可能对宿主有害，例如通过损伤伤口愈合过程。因此，IL6和IL8分泌的下调可能有益于伤口愈合以及缓解其他病症，例如湿疹和牛皮癣。

使用无毒浓度的IFNγ调节HaCaT细胞分泌IL6和IL8。使用地塞米松(终浓度5uM)作为阳性对照(促炎细胞因子生产的强抑制剂)。使用体外毒理学测定试剂盒(基于XTT)评价光对HaCaT细胞的潜在毒性效应，其是活细胞数的分光光度评价。

用实施例1-4的聚合物膜发射和透射的光照射细胞培养物。将膜置于细胞培养物上方5cm处，并用峰值波长在400-470nm之间，功率密度为约30-150mW/cm²的蓝光照射膜90秒。

根据制造商说明书(来自R&D Systems的DuoSet ELISA开发试剂盒)，在照射后24小时，通过细胞因子ELISA对培养上清液进行细胞因子定量。分泌的细胞因子的数量归一化为细胞活性。在处理后24小时采用分光光度计评价活细胞数，如通过细胞活性测量的，所有试验样品均未观察到毒性效应。所有样品一式四份筛选。对每个测试的膜进行三次重复。

发现由来自实施例1-4的生物光子水凝胶的曙红和荧光素发射的光在IFN γ刺激的HaCaT细胞上产生IL6和IL8的向下调节。

表1总结了在每种聚合物的照射时间期间由培养细胞接收的光处理。表2总结了用每种聚合物照射后的IL6和IL8表达。

表1在每个膜的照射时间期间，培养的HaCaT细胞接收的光处理

表2从每个膜照射后的IL6和IL8表达。

结论

实验结果揭示，允许蓝光穿透(高达5J/cm²的能流传递到细胞)的基质是促炎细胞因子IL-6下调中最有效的。分别在PHEAA和PHEAA/HEC基质中观察到IL-6的生产减少62％和57％；

在绿色和红色光谱内产生最高荧光的基质在调节IL-8分泌中是最有效的。对于PHEAA和PHEAA/PL-F127基质分别观察到IL-8的生产减少24％和28％。有趣的是，相同的基质在下调IL-6分泌是有效的，表明蓝色、绿色和红色荧光的组合是实现最佳治疗效果所需要的；

可能地，具有在红光光谱内产生更高荧光能力的基质的产生将在伤口愈合过程的炎性期期间增强对促炎细胞因子的下调调节作用。

实施例10：实施例1-4的生物光子聚合物膜对胶原蛋白生产的调节。

使用人皮肤成纤维细胞(DHF)作为体外模型来研究可见蓝光与本公开的生物光子聚合物膜的实施方案的组合对分泌细胞外基质(ECM)组分之一胶原蛋白的影响。

胶原蛋白生产可用于伤口愈合，以及其他适应症如皮肤病症和更新。在伤口愈合中，在损伤后四-五天内，基质产生细胞(即成纤维细胞)移动到肉芽组织中。这些成纤维细胞通过基质金属蛋白酶(MMP)降解临时基质，并通过增生和合成由胶原蛋白I、III和V、蛋白聚糖、纤连蛋白和其他成分组成的新的细胞外基质(ECM)来对细胞因子/生长因子作出反应。TGF-β同时抑制蛋白酶，同时增强蛋白酶抑制剂，有利于基质积累。

将无毒浓度的TGFβ-1加入到细胞中以模拟增生状况。使用体外毒理学测定试剂盒(基于XTT)评价光对细胞的潜在毒性效应，其是活细胞数的分光光度评价。

用实施例1-4的聚合物膜发射和透射的光照射细胞培养物。将膜置于细胞培养物上方5cm处，并用峰值波长在400-470nm之间、功率密度约30-150mW/cm²的蓝光照射膜5分钟。维生素C和TGFβ-1用作阳性对照。

处理后48小时，使用Picro-Sirius红法评价胶原蛋白生产。简言之，富含碱性氨基酸的胶原蛋白分子与酸性染料强烈反应。天狼星红是与胶原蛋白(类型I、II、V)反应并与其结合的细长染料分子，在几次除去游离染料的洗涤后，用氢氧化钠洗脱结合的天狼星红，并用分光光度计定量。所有样品一式四份筛选。对每个测试的基质进行两次重复。

表3总结了来自每种聚合物的照射时间期间由培养细胞接收的不同光和辐射能流。

表3.从每个的照射时间期间由培养的DHF接收的光照处理

表4显示用实施例1-4的每种聚合物照射后TGF-β1刺激的DHF细胞中的胶原蛋白生产。

表4.TGFβ1刺激的DHF细胞在来自每个膜的照射后的胶原蛋白生产

结论

Picro-Sirius红色测定的结果表明，在红光光谱(高达0.28J/cm²的能流传递到细胞)中产生最高荧光的基质在刺激胶原蛋白生产中是最有效的。在分别用PHEAA/明胶、PHEAA/HEC和PHEAA/PL-F127基质照射时观察到在DHF细胞培养物上清液中胶原蛋白生产增加5、6.3和6.5倍。

有趣的是，相同的基质，即PHEAA/明胶、PHEAA/HEC和PHEAA/PL-F 127在绿光谱内产生高荧光，表明更深的穿透光如绿色和红色一起调节DHF中的胶原蛋白合成(图12)。

实施例11：DHF中的细胞因子和生长因子。

为了获得由测试基质介导的生物效应的更详细的图片，执行人细胞因子抗体阵列(RayBio C系列、RayBiotech公司)。广泛定义为分泌细胞-细胞信号传导蛋白的细胞因子在炎症、先天免疫、细胞凋亡、血管生成、细胞生长和分化中起重要作用。同时检测多种细胞因子提供了研究细胞活性的有力工具。细胞因子对细胞过程的调节是一个复杂的、动态的过程，通常涉及多种蛋白质。正反馈环和负反馈环、多效性和冗余功能、多种细胞因子之间的空间和时间表达或协同相互作用，甚至通过释放可溶形式的膜结合受体的调节都是调节细胞因子信号传导的作用的常见机制。

使用人细胞因子抗体阵列(来自Raybiotech的RayBio C系列)来确定光/生物光子膜通过DHF和THP-1(下文实施例12)细胞(在光照之前通过加入佛波醇12-豆蔻酸13-乙酸酯(PMA)分化THP-1细胞为巨噬细胞)对培养基中细胞因子分泌特性的影响。简言之，使用无毒浓度的TGFβ-1来刺激DHF细胞。在分化THP-1细胞成巨噬细胞的情况下(下面的实施例8)，使用IFNγ和LPS来刺激细胞成为炎性表型。在照射后24小时收集DHF和THP-1细胞上清液，并根据制造商说明书利用阵列抗体膜温育。获得的信号用ImageJ(美国国立卫生研究院)软件来定量。对于每个实验，进行XTT测定以使分泌的细胞因子的量标准化至细胞成活力(在所有情况下，成活力超过90％显示处理的无毒效应)。所有样品一式四份进行。

照射膜对DHF和THP-1(下文实施例12)细胞中的细胞因子和生长因子分泌的影响在下表5和6中分别总结。

表5：与对照未处理的细胞相比，用THERA灯和基质处理后24小时，在用TGFβ1激活的DHF中的蛋白质表达的调节。

实施例12：巨噬细胞中的细胞因子和生长因子。

实施例11的方法在巨噬细胞上进行，使用实施例11的方法并使用膜1照射巨噬细胞。

表6.与对照未处理细胞相比，用TheraT^M灯和基质处理后24小时，THP1细胞(分化成巨噬细胞)中蛋白质表达的调节。

实验结果揭示，生物光子膜1和4分别在DHF和THP1巨噬细胞中的促炎细胞因子(例如IL6、IL8、TNFα、IL1β和IFNγ)下调中有效。

已证明PHEAA和PHEAA/PL-F127聚合物对涉及炎性病症的细胞因子(例如MCP1和RANTES)的下调是有效的。

实施例13：生物光子膜照射下DHF细胞的增生水平。

成纤维细胞向伤口部位内迁移和在伤口部位内的增生是伤口肉芽和愈合的先决条件。然后成纤维细胞参与瘢痕组织的构建及其重塑。因此，可行的、活跃分裂成纤维细胞是愈合进展中的关键因素。

基于XTT的方法测量增生细胞的线粒体脱氢酶活性。简言之，活细胞的线粒体脱氢酶减少XTT的四唑环，产生水溶性的橙色衍生物。通过分光光度法测量所得橙色溶液的吸光度。相对于对照细胞，细胞数量的增加或减少导致橙色衍生物的量的伴随变化，表明存活的分裂细胞的数量的变化。

用生物光子膜4(PHEAA/PL-F127)照射DHF细胞5分钟，并且处理后24小时向细胞中加入XTT溶液。四小时后，通过分光光度法测量橙色上清液的吸光度。计算活跃增生的成纤维细胞数量与非照射对照相比的差异。

数据表明，与对照相比，聚合物膜4诱导DHF的增生。在出版物中，观察到高达约25-30％的增生。在本发明的情况下，观察到高达50％的增生(图13)。

实施例14：评估生物光子PHEAA/P1-F127制剂在伤口愈合过程中的生物学性质

皮肤损伤引发在时间和空间上重叠的一连串事件，包括炎症、新组织形成和组织重塑，其最终导致至少部分重建伤口区域。通过释放各种细胞因子、生长因子和低分子量化合物，在损伤后立即开始修复过程。在早期炎症步骤期间，通过吞噬细胞如白细胞和巨噬细胞M1的存在消除细胞碎片和细菌。后来的炎症反应对于产生诱导对于组织修复必需的细胞迁移、增生、分化和ECM组分合成的生长因子和细胞因子信号是必需的(Eming SA，Krieg T，Davidson JM.Inflammation in wound repair：molecular and cellular mechanisms.JInvest Dermatol，2007；127：514-525)。过度的炎症活性可能对愈合的质量产生深远的影响。慢性伤口的特征是持续炎症、生长因子生产的紊乱模式和MMP的过度蛋白酶活性(；Eming等人，2007；Loots MA，Lamme EN，Zeegelaar J，Mekkes JR，Bos JD，Middelkoop E.慢性糖尿病和静脉溃疡与急性创伤的细胞浸润和细胞外基质的差异.J InvestDermatol.1998；111：850-857，Schultz GS，Mast BA.愈合和慢性伤口环境的分子分析：细胞因子、蛋白酶和生长因子。Wounds，1998；10(supp1.F)：1F-9F)。明显的炎症和扰乱的生长因子生产以及酶活性也在其它皮肤疾病如特应性皮炎和牛皮癣中发现。

过度的、不受控制的炎症对宿主是有害的，并且负面影响肉芽、再上皮化和瘢痕形成过程；因此本研究的目的是评价PHEAA/PLF127水凝胶在用5cm距离的KLOX Multi-LED灯照射下控制和减少炎症、从而促进下一阶段的伤口愈合的能力。不受任何特定假设的束缚，这种现象可通过诱导促进炎症消退和促进伤口收缩和再上皮化的多种不同类型的介质、生长因子和酶来实现。

作为液体制剂的PHEAA/PLF127水凝胶是可以与多种生色团一起使用的载体，并且这样的含生色团的制剂在用放置在5厘米距离处的蓝光照射时在约30秒内被光聚合(例如使用KLOX Multi-LED灯)。PHEAA/PLF127水凝胶可以以液体形式施用，然后被照射以进行光聚合，之后立即进行生物光子处理。或者，可以在施用之前使含PHEAA/PLF127水凝胶生色团的制剂光聚合30秒，并且在该实施例14中描述的所有实验中使用后一种程序。处理后，聚合的PHEAA/PLF127水凝胶容易被除去，因为聚合的聚合物是可剥离的。在聚合过程中，制剂不释放任何显著量的热量，并且处理后，聚合的制剂可在处理的受试者的皮肤上感到凉爽。

下面在本实施例14中给出的实验中，PHEAA/PLF127水凝胶含有两种生色团，曙红Y和荧光素，在两种生色团之间具有相等的重量百分比的量(对于每种生色团，每克水凝胶109微克)。预形成的聚合制剂可以通过高压灭菌器灭菌，或者通过使用0.22μm过滤器过滤而以其液体形式灭菌，而不会给其聚合能力带来任何改变。

实验设计

a)蛋白质分泌

使用真皮人成纤维细胞(DHF)和3D皮肤模型作为体外模型来研究PHEAA/PL-F127与蓝光组合对分泌炎性介质、生长因子、组织重塑蛋白(例如基质金属蛋白酶(MMP)和基质金属蛋白酶的组织抑制剂(TIMP)的影响。

使用PHEAA/PL-F127和在5cm距离处的可见蓝光(KLOXMulti-LED灯)以不同的功率密度照射细胞。在照射时间期间由细胞接收的蓝光和荧光剂量显示在表7中。

表7：在每个处理期期间由细胞接收的蓝光和荧光的剂量(J/cm2)。

在玻璃底皿上培养DHF。在照射前1小时，用无毒浓度的IFN-γ(300U/ml)处理细胞，以诱导在急性和慢性伤口中观察到的炎性状态。在照射后在培养基中维持IFN-γ以在进行测定的整个时间内模拟炎性病症。将PHEAA/PL-F127施用在玻璃皿的另一侧上，并使用蓝色可见光(KLOX Thera^TM灯)在5cm距离处照射。使用增加的辐射能流(J/cm²)来照射DHF。细胞也单独用光处理，其用作内部对照以确保光与PHEAA/PL-F127的组合与单独的光相比是否表现出显著的生物学效应。在处理后24小时、48小时和72小时，收集上清液并执行阵列以评价PHEAA/PL-F127处理时的炎性细胞因子、趋化因子、生长因子、MMP和TIMP生产特性。对于每个阵列分析的蛋白质列表在下面的表8，9和10中描述：

抗体阵列特性

表8.人细胞因子抗体阵列C3

POS＝阳性对照点

NEG＝阴性对照点

BLANK＝空白点

表9.人类生长因子抗体阵列C1

POS＝阳性对照点

NEG＝阴性对照点

BLANK＝空白点

表10.人类基质金属蛋白酶抗体阵列C1

A

B

C

D

E

F

G

H

1

POS

POS

NEG

NEG

MMP-1

MMP-2

MMP-3

MMP-8

2

POS

POS

NEG

NEG

MMP-1

MMP-2

MMP-3

MMP-8

3

MMP-9

MMP-10

MMP-13

TIMP-1

TIMP-2

TIMP-4

NEG

POS

4

MMP-9

MMP-10

MMP-13

TIMP-1

TIMP-2

TIMP-4

NEG

POS

POS＝阳性对照点

NEG＝阴性对照点

BLANK＝空白点

对于3D皮肤模型实验，使用由正常人源性表皮角化细胞(NHEK)和真皮成纤维细胞(NHFB)组成的表皮全厚度组织(也称为3D皮肤)。在处理前在插入物内产生伤口，并且在处理后24小时，收集上清液用于如上所述的蛋白质阵列。将聚合的膜置于在3D皮肤插入物的表面上分层的尼龙网本身之上。尼龙网含有两个凹口，以便在处理后容易除去聚合膜，因为3D皮肤插入物放置在皿中深处。尼龙网不干扰传递到样品的辐射能流。

为了评估处理的潜在细胞毒性，还对来自处理的细胞培养物和3D皮肤插入物的上清液筛选乳酸脱氢酶(LDH)活性。LDH是当细胞损伤时在培养基中释放的细胞内酶。它是细胞毒性的标记。该测定对将NAD还原成NADH的LDH活性进行定量。通过比色法特别检测NADH。

b)细胞增生

在处理之前，细胞经历饥饿(缺乏血清和激素的培养基)，以在G1期同步。使用CyQUANT直接细胞增生测定在处理后24小时、48小时和72小时监测细胞的增生。

c)总胶原蛋白生产

培养DHF细胞以达到对数生长期，随后用功率密度为14.4J/cm²、5cm距离处的可见蓝光(KLOX Multi LED灯)和PHEAA/PL-F127照射。TGF-β1和维生素C用作实验目的的阳性对照。在照射后48小时，收集上清液，并使用SIRCOL总胶原蛋白测定筛选总胶原蛋白含量。

结果

a)(i)PHEAA/PL-F127介导的对真皮人成纤维细胞中炎性介质生产的影响

在处理后24小时、48小时和72小时，收集上清液，进行炎性细胞因子阵列以评价PHEAA/PL-F127处理与KLOX Multi-LED灯组合时的炎性细胞因子生产特性。阵列的结果总结在表11中。

LDH活性的分析显示在所有PHEAA/PL-F127照射样品中未观察到处理的显著细胞毒性效应。

表11.与未处理的对照相比，在炎性介质生产中(红色为细胞因子，蓝色为趋化因子)观察到的显著上调(↑)和下调(↓)的概述

来自炎性细胞因子阵列分析的结果表明，使用PHEAA/PL-F127膜的生物光子处理介导了抗炎效果，如在IFN-γ刺激的人成纤维细胞中观察到的，因为大多数测试的促炎细胞因子和趋化因子在生物光子处理后被显著下调。

根据测试的四个不同的强度，功率密度19.5J/cm²似乎是对于减少促炎细胞因子(如IL6、TNFα、TNFβ、IL1α和IL1β)的生产是最有效的，所述促炎细胞因子是炎症的标志。与这些细胞因子一起，作为炎性细胞的化学引诱物将其带至炎症部位的其它趋化因子(例如MCP2、MCP3、M-CSF、ENA78、TARC、RANTES和MIP1-Δ)的水平也显著减少。

在静息条件(无IFN-γ刺激)下，在生物光子PHEAA/PL-F127处理中没有观察到细胞因子介质水平的变化。

通过控制炎症期的持续时间和程度以及主要细胞因子参与者的水平，生物光子PHEAA/PL-F127处理可促进和加速炎症的消退，并允许伤口愈合过程移动到下一个阶段，例如肉芽、再上皮化和重塑。

a)(ii)PHEAA/PL-F127介导的对真皮人成纤维细胞培养物中生长因子分泌的影响

在处理后48小时和72小时，收集上清液并执行生长因子阵列以评价生物光子PHEAA/PL-F127处理时的生长因子生产特性。阵列的结果总结在表12中。

表12.与未处理的对照相比，在生长因子分泌中观察到的显著上调(↑)和下调(↓)的总结。

组织修复过程的所有阶段由多种不同的生长因子控制，并且本领域已知组织修复和愈合过程受益于增加生产生长因子，例如胰岛素生长(IGF)和胰岛素生长因子结合蛋白家族(IGF)、神经生长因子(NGF)、包含EGF的表皮生长因子(EGF)家族、转化生长因子α和β(TGF)，以及肝素结合EGF(HB-EGF)、血管内皮生长因子家族(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)家族成员、成纤维细胞生长因子(FGF)家族成员和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)。有趣的是，如上表12中所示的结果所示，在用生物光子PHEAA/PL-F127处理时，检测到大多数生长因子的显著诱导。此外，生物光子PHEAA/PL-F127介导的生长因子生产的诱导的效果不仅在进行测定的时间过程中得到保持，而且与处理后48小时相比，处理后72小时检测到更多的生长因子。

在非IFN-γ刺激的DHF细胞中，未检测到生长因子生产的增加，表明PHEAA/PL-F127介导的效果可能仅对炎性表型(由IFN-γ刺激触发)是特异性的。

a)(iii)PHEAA/PL-F127介导的对受伤的3D皮肤插入物中炎性介质和生长因子生产的影响。

对在PHEAA/PL-F127处理时的真皮人成纤维细胞单层中的细胞反应的观察促使我们调查由该基质介导的对更复杂的细胞系统例如3D皮肤的影响。表皮全厚度是具有表皮和真皮的体外模型，其非常类似于人皮肤。利用这些特征，我们能够评估由PHEAA/PL-F127介导的对受伤皮肤插入物中的细胞因子和生长因子特性的影响。使用活检穿刺器使表皮全厚度皮肤插入物受伤，以诱导急性炎症。在处理期间，将PHEAA/PL-F127施用在皮肤插入物的顶部上。使用KLOX Thera灯，皮肤插入物以5cm距离用具有14.4J/cm²的强度的PHEAA/PL-F127照射。将新鲜培养基加入孔中，并且在37℃、5％CO₂空气中培养3D皮肤插入物。处理后，在照射后24小时和72小时收集上清液，并筛选以检测分泌的炎性介质和生长因子的量并对其定量。使用收集的上清液的蛋白质阵列的结果总结在表13中。

表13.与未处理的对照相比，用PHEAA/PL-F127结合KLOX MultiLED灯处理的受伤的3D皮肤插入物中的炎性介质和生长因子生产中(红色为细胞因子、蓝色为趋化因子、以及绿色为生长因子)观察到的显著上调(↑)和下调(↓)的概述

炎性细胞因子阵列分析揭示PHEAA/PL-F127介导对受伤的表皮全厚度皮肤插入物的抗炎效果。上调和下调的介质和生长因子的模式类似于在真皮人成纤维细胞的单层中观察到的。

测试的14.4J/cm²的辐射能流证明减少作为炎症标记的促炎细胞因子(如IL6、TNFα、TNFβ、IL1α和IL1β)的生产。连同这些细胞因子一起，作为炎性细胞的化学引诱物将其带到炎症部位的某些趋化因子的水平(例如MCP1、MCP2、MIP-1Δ、TARC和GRO-α)也显著减少。

已证明对伤口愈合过程有有益效果的某些生长因子(例如EGF、IGF-1、ANG和VEGF)显著上调。有趣的是，PHEAA/PL-F127照射的效果在处理后直至72小时得到保持。

表皮全厚度皮肤系统允许我们证实以前在单层真皮人成纤维细胞中进行的观察，并证明用PHEAA/PL-F127处理可以促进和加速炎症的消退。

通过减少炎症的持续时间以及主要细胞因子参与者的水平，PHEAA/PL-F127处理可以加速愈合过程并缩短恢复过程。

也对来自上述处理的真皮人成纤维细胞培养物的上清液筛选乳酸脱氢酶(LDH)活性，以评估所述处理的细胞毒性。在所有PHEAA/PL-F127照射的皮肤插入物中未观察到处理的显著细胞毒性效应。

b)(i)PHEAA/PL-F127介导的真皮人成纤维细胞增生。

在PHEAA/PL-F127处理时显著增加的生长因子生产与在DHF细胞中观察到的增加的增生速率直接相关。当用PHEAA/PL-F127和可见蓝光(KLOX Thera^TM灯)照射DHF细胞时进行这些观察。处理时DHF的增生潜力的倍数增加总结在表14中。

表14.与未处理的对照相比，细胞增生表达为倍数增加

48小时后，培养物汇合，在处理的样品中具有3倍的细胞增生。

在用PHEAA/PL-F127处理的细胞上进行的增生测定揭示了与未处理的对照细胞相比，DHF的增生速率增加近3倍。在照射后高达72小时观察到该效应(在这些实验设置下没有测试更长的时间点)。

这些数据表明PHEAA/PL-F127触发负责加速细胞生长和增加增生潜力的细胞机制。这些观察结果与先前的结果相关，其证明在增生过程中涉及的多种生长因子的生产显著增加。

b)(ii)PHEAA/PL-F127介导的对真皮人成纤维细胞中基质金属蛋白酶(MMP)和基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)生产的影响。

在处理后24小时，收集上清液，通过MMP和TIMP抗体阵列评估MMP和TIMP水平。阵列的结果总结在表15中。

表15.在PHEAA/PL-F127处理的真皮人成纤维细胞中的MMP(红色)和TIMP(蓝色)水平。

所执行的对用PHEAA/PL-F127处理的DHF培养物中的MMP和TIMP水平的分析揭示了大多数测试的MMP和TIMP(即MMP1、MMP9、MMP10、TIMP1和TIMP2)保持不变，并且在处理后24小时没有观察到它们的生产显著增加或减少。

MMP2(参与胶原蛋白IV型和明胶降解)以及MMP3(参与MMP1、MMP7和MMP9活化以及胶原蛋白II型、III型和IV型降解)的水平在以19.5J/cm²功率密度照射的DHF中减少。

有趣的是，在较高功率密度24J/cm²下，DHF产生的MMP10(参与蛋白聚糖和纤连蛋白降解)和MMPI3(涉及II型胶原蛋白切割)的量增加。这伴随着在处理后24小时升高的TIMP4(参与MMP的蛋白水解活性的调节)生产。

在PHEAA/PL-F127处理后，在静息的、非IFN-γ刺激的成纤维细胞中未检测到MMP和TIMP水平的显著变化。

c)PHEAA/PL-F127介导的对真皮人成纤维细胞培养物中总胶原蛋白生产的影响。

与未处理的对照细胞相比，在14.4J/cm²下PHEAA/PL-F127处理的DHF中MMP的水平不变直接与在相同剂量下观察到的胶原蛋白水平增加相关。胶原蛋白是参与新组织形成的细胞外基质的关键组分。获得的结果总结在表16中。

表16.在PHEAA/PL-F127结合光处理(14.4J/cm²)时由DHF分泌的总胶原蛋白(μg/ml)。

总胶原蛋白生产分析揭示了PHEAA/PL-F127处理的皮肤人成纤维细胞产生并分泌6倍于未处理的对照细胞的胶原蛋白，这表明PHEAA/PL-F127具有触发导致增加胶原蛋白产生的细胞机制的能力。

应当理解，本公开不限于本文所描述和示出的特定实施方案，而是包括落入所附权利要求中所限定的本公开的范围内的所有修改和变化。

Claims (42)

1. 一种生物光子水凝胶组合物，包含：

N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA），和

至少一种生色团，

其中所述至少一种生色团在所述组合物的光聚合后不完全光漂白。

2.根据权利要求1所述的生物光子水凝胶组合物，还包含交联剂。

3.根据权利要求2所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述交联剂是聚（乙二醇）二丙烯酸酯（PEGDA）。

4.根据权利要求1、2或3所述的生物光子水凝胶组合物，还包含引发剂。

5.根据权利要求4所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述引发剂分子是三乙醇胺（TEA）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶还包含催化剂。

7.根据权利要求6所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述催化剂是1-乙烯基-2-吡咯烷酮（NVP）。

8.根据权利要求6所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述催化剂是聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述生色团吸收和/或发射可见光。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶还包含表面活性剂。

11. 根据权利要求10所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述表面活性剂是PluronicF127。

12. 根据权利要求11所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶中PluronicF127的含量为约5-50 wt％之间。

13. 根据权利要求11所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶中PluronicF127的含量为10-25 wt％。

14.根据权利要求10所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述表面活性剂是西曲溴铵（CTAB）。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述组合物还包含增加所述组合物的机械强度的试剂。

16.根据权利要求15所述的生物光子水凝胶组合物，其中增加所述组合物的机械强度的试剂是二氧化硅（SiO2）、膨润土或其组合。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶还包含增稠剂。

18.根据权利要求17所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述增稠剂包括明胶、羟乙基纤维素（HEC）或羧甲基纤维素（CMC）。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，还包含抗菌剂。

20. 根据权利要求1至19中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶中HEAA的含量为5-50 wt％。

21. 根据权利要求1至19中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶中HEAA的含量为约15-25 wt％之间。

22. 根据权利要求1至19中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶中HEAA的含量为约20 wt％。

23. 根据权利要求1至19中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶中HEAA的含量为20.45 wt％。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述生色团是呫吨染料。

25.根据权利要求24所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述呫吨染料选自曙红Y、赤藓红B、荧光素、玫瑰红和根皮红B。

26.根据权利要求25所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述呫吨染料是曙红Y。

27. 根据权利要求1至26中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述生色团以约0.005 wt％至约5 wt％的量存在。

28. 根据权利要求1至26中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，其中所述生色团以约0.005 wt％至0.1 wt％的量存在。

29.根据权利要求26至28中任一项所述的生物光子水凝胶组合物，还包含荧光素、赤藓红B、玫瑰红、根皮红B或其组合。

30. 一种促进伤口愈合的方法，包括：

在伤口上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团；和

用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；

其中所述方法促进伤口愈合。

31. 一种用生物光子疗法处理皮肤病症的方法，包括：

在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团；和

用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；和

其中所述方法促进所述皮肤病症的愈合。

32.根据权利要求24所述的方法，其中所述皮肤病症选自痤疮、湿疹、牛皮癣或皮炎。

33. 一种用生物光子疗法处理痤疮的方法，包括：

在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团；和

用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；和

其中所述方法治疗所述痤疮。

34. 一种促进皮肤更新的方法，包括：

在目标皮肤组织上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团；和

用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；和

其中所述方法促进皮肤更新。

35. 一种预防或治疗疤痕的方法，包括：

将生物光子水凝胶组合物施用于目标皮肤组织，其中所述水凝胶包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团; 和

用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；和

其中所述方法促进伤口愈合。

36. 一种用于生物光子皮肤处理的方法，包括：

在皮肤上施用生物光子水凝胶组合物，其中所述水凝胶组合物包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团；和

用具有被所述至少一种生色团吸收的波长的光照射所述生物光子水凝胶组合物；和

其中所述方法促进所述皮肤的处理。

37.根据权利要求23至36中任一项所述的方法，其中所述生色团吸收和/或发射可见光范围内的光。

38.根据权利要求23至36中任一项所述的方法，其中所述生色团是呫吨染料。

39.根据权利要求23至36中任一项所述的方法，其中所述呫吨染料选自曙红Y、赤藓红B、荧光素、玫瑰红和根皮红B。

40.一种用于制备如权利要求1至22中任一项所述的生物光子水凝胶组合物的试剂盒，包含N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）和至少一种生色团以及至少一个容器。

41.一种用于制备如权利要求1至22中任一项所述的生物光子水凝胶组合物的试剂盒，包含含有HEAA可聚合单体的第一容器和含有所述至少一种生色团的第二容器。

42.根据权利要求40或41所述的试剂盒，还包括注射器。