糖尿病足溃疡愈合中水凝胶技术的文献计量学洞察（2001–2024）

摘要

本文介绍了一种利用Web of Science数据库数据及可视化工具，对2001年至2024年间用于糖尿病足溃疡愈合的水凝胶技术进行系统性文献计量分析的实验方案，旨在识别该领域的全球研究趋势、合作网络及研究前沿。

摘要

本研究建立了一种基于文献计量学与可视化分析的方法，用于系统评估2001年至2024年间糖尿病足溃疡（DFU）愈合用水凝胶技术的研究格局、主题演变及合作网络。文献数据来源于Web of Science核心合集，采用Bibliometrix、VOSviewer和CiteSpace进行分析，以考察出版趋势、引文表现及研究前沿。共纳入来自48个国家的403篇出版物，其中中国、美国和印度为最主要的贡献国。结果显示，过去二十年间该领域的研究成果呈指数增长，反映出人们对先进水凝胶系统的跨学科兴趣日益增强。研究热点已从早期关于水凝胶生物相容性和保湿性能的研究，逐步发展为巨噬细胞极化、血管生成–神经发生交互作用、抗菌与智能水凝胶以及绿色合成策略等创新方向。与以往叙述性综述不同，本研究引入了一种定量且基于可视化的文献计量框架，客观描绘了全球科学演进路径，并揭示了合作模式与新兴研究前沿。所建立的分析流程为科学知识图谱的构建提供了可重复的模型，有助于指导未来在DFU管理中的转化与临床应用。

引言

糖尿病足溃疡（DFUs）影响约15–25%的糖尿病患者，是一种由神经病变、缺血和感染驱动的慢性伤口^1,2。其难以愈合的特性导致截肢风险、死亡率以及社会经济负担显著升高，凸显了开发创新疗法的紧迫性³。水凝胶是一类三维亲水性高分子网络结构，在DFU治疗中因其独特的促愈合优势而受到广泛关注^2,3。其高含水量可模拟生理环境，而可调控的孔隙结构有利于气体交换、渗出液吸收以及治疗药物（如抗菌剂、生长因子）的可控释放⁴。此外，水凝胶具有良好的生物相容性，并能贴合不规则形状的创面，因而优于传统敷料。

在过去的二十年中，水凝胶技术已从被动的保湿材料发展为多功能的“智能”系统⁴。21世纪初的研究主要集中于基础水凝胶配方，而近年来的进展则整合了响应性刺激特性（pH值/温度敏感性）、生物活性成分（干细胞、纳米颗粒）以及模拟细胞外基质功能的仿生设计^5,6,7,8。这些创新技术针对糖尿病足溃疡（DFU）特有的挑战，如细菌耐药性、氧化应激和血管生成受损等问题提供了有效解决方案^9,10,11。最近的研究进一步证明，先进水凝胶能够主动参与伤口愈合过程。例如，具有内在抗菌活性的阳离子树枝状水凝胶可促进止血，调节巨噬细胞极化，并加速糖尿病伤口模型中的胶原沉积和血管生成¹²。同样，以墨鱼墨纳米颗粒增强的生物聚合物水凝胶表现出优异的组织粘附性、活性氧清除能力以及光热抗菌功能，显著促进糖尿病溃疡中的再上皮化和血管化¹³。此外，已开发出一种热疗增强型供氧免疫调节水凝胶，可平衡氧化应激并改善免疫调控，为糖尿病伤口修复提供有效的微环境。近期关于用于病理性骨再生的生物活性水凝胶配方的研究进一步凸显了其克服不利微环境并持续递送生物活性剂的能力，突显了水凝胶平台在再生医学中的广泛适用性¹⁴。

综上所述，这些研究结果表明，水凝胶技术已从被动的载体发展为能够调控复杂伤口愈合通路的生物活性多功能系统。然而，尽管实验研究已取得显著进展，该领域的跨学科文献仍较为分散，且很少有研究对这一领域的整体研究趋势或全球合作模式进行过定量评估¹⁵。

文献计量分析为系统性地描绘该领域的发展演变提供了基于数据的研究方法，能够识别研究趋势、合作模式和新兴前沿，这是传统叙述性综述所无法实现的¹⁶。尽管已有综述总结了水凝胶的作用机制或临床结局，但尚无研究对2001至2024年期间的研究轨迹、全球贡献或知识空白进行定量分析。与传统的叙述性综述相比，文献计量分析能够提供关于全球研究格局和合作模式的客观、定量洞察，是识别新兴研究领域和高影响力创新的有力工具。本研究建立了一套系统、定量且可重复的文献计量分析方案，用以可视化糖尿病足溃疡（DFU）愈合领域中水凝胶技术的全球发展脉络、关键贡献者及新兴前沿。研究结果旨在引导未来研究聚焦于高影响力创新，并加速基于水凝胶的治疗手段向DFU临床实践的转化。

方案

本研究进行了系统的文献计量分析，旨在识别并可视化2001年至2024年间糖尿病足溃疡（DFU）愈合用凝胶技术的研究趋势。整体工作流程包括四个主要步骤：文献检索、数据筛选、文献计量分析以及科学网络和主题演进的可视化。使用Bibliometrix（R语言程序包，版本4.1）、VOSviewer（版本1.6.17）和CiteSpace（版本5.7.R5）对出版物进行分析，并使用Microsoft Excel（2016版）进行数据整理和制表。

文献检索与数据收集

于2024年3月1日在Web of Science核心合集（WOSCC）中进行了系统的文献检索。检索策略采用了以下主题特定的查询：

((((((TS=(糖尿病足)) OR TS=(糖尿病足溃疡)) OR TS=(DFU)) OR TS=(糖尿病溃疡)) OR TS=(糖尿病伤口)) OR TS=(慢性糖尿病伤口)) AND ((((TS=(水凝胶)) OR TS=(基于水凝胶的)) OR TS=(水凝胶支架)) OR TS=(智能水凝胶)))。文献筛选仅纳入2001年至2024年间以英文发表的原创性研究文章。检索后，手动去除重复文献，并排除与糖尿病伤口或水凝胶应用无关的研究，以确保数据的准确性和相关性。为保持数据集的一致性，排除非英文文章。最终共保留403篇符合条件的文章用于分析。清洗后的数据集以“纯文本”和“BibTeX”两种格式导出，以确保与多种文献计量工具兼容。详细的筛选流程见图1。

文献计量与可视化分析

为确保文献计量分析的严谨性、可重复性和全面性，整合了四种专业工具以实现不同的分析目标。下文详细阐述了每种工具的具体操作流程，包括参数设置、数据处理流程及结果解读。所有操作均遵循各平台的标准化参数，并由两名研究人员独立验证，以确认分析的稳定性和准确性¹⁶。

Bibliometrix（R 包，版本 4.1）

采用 Bibliometrix 进行定量文献计量指标计算和主题演变图谱绘制，利用其强大的统计功能以及与 R 语言数据处理生态系统的集成¹⁷。核心工作流程如下：

数据准备：使用 readFiles() 函数将清洗后的数据集（以“纯文本”和“BibTeX”格式从 WOSCC 导出）导入 RStudio（版本 2023.09.1），该函数支持多格式数据整合。进一步使用 duplicated() 函数验证重复记录，以确保与人工筛选结果一致。

定量指标计算：

年度发表数量：使用文献计量 Analysis() 函数生成一个全面的文献计量对象，并通过 annual Prod() 提取年度发表数量。复合年均增长率（CAGR）通过 cagr() 函数计算，起始年份（start.year）为 2001 年，结束年份（end.year）为 2024 年。

作者生产力：使用 author Prod() 量化作者贡献，参数 k = 15 用于识别产量最高的前 15 位作者。每位作者的 H 指数通过 hindex() 函数计算，该函数遵循赫希定义（即发表论文中至少有 h 篇被引用次数 ≥h 次）。

机构与国家贡献：分别使用affiliation Prod() 和country Prod()分析机构和国家的产出，其中min.prod = 1，以包含所有参与实体。百分比贡献通过将各独立产出相对于总数据集（n = 403）进行归一化计算得出。

期刊表现：使用 journalProd() 评估期刊的产出与影响力，该函数可提取每本期刊的发表论文数量。通过 journalImpactFactor() 函数关联影响因子（IF）数据，整合了2023年JCR（期刊引证报告）指标。

主题映射与演化：

使用术语 Extraction() 进行关键词提取，参数设置为 field = c("TI", "AB", "DE")（即标题、摘要和作者关键词），并设定 min.freq = 5，以保留出现频率至少为 5 次的术语。采用 thematicMap() 生成主题图谱，方法设为 "MCA"（多重对应分析），将关键词聚类为主题领域（例如基础研究与新兴前沿）。通过将数据集按年份划分为两个时间段（2001–2021 年和 2022–2024 年）进行时间序列主题演化分析，使用 split By Year() 实现分段，随后进行比较性主题图谱分析，以识别范式转变。

引文分析：使用 citation Analysis() 提取总被引次数及每篇出版物的年均被引次数，并设置时间窗口为1以计算年度引用率。

VOSviewer（版本 1.6.17）

使用 VOSviewer 进行合作网络（作者、机构、国家）和共被引关系的可视化，以突出知识交流的结构模式¹⁸。详细方案如下：

数据导入与预处理： 将 BibTeX 格式的数据集导入 VOSviewer：文件 > 导入 > 文献数据 > BibTeX 文件。筛选记录以仅保留原始研究文章（与数据集清洗步骤一致），并对作者姓名、机构隶属关系和国家名称进行标准化处理（例如，“Univ” → “University”，“China” → “People's Republic of China”），以避免出现重复节点。

合作网络可视化：

国家合作网络：在构建国家合作网络时，所选参数如下：分析类型> 合作分析 > 国家，并设置每个国家的最低文献数量为1（以包含全部48个贡献国家）。采用VOS聚类算法，分辨率（resolution）设为0.5，以生成聚类结果，并使用力导向布局（Force-directed layout）对网络进行可视化，其中节点大小与各国发表论文数量成正比，边的粗细与合作发表的论文数量成正比。各国的多国合作发表率（Multiple Country Publication, MCP）计算公式为：（合作发表的论文数量 / 该国发表的总论文数量）× 100%。

机构合作网络：此处选择分析类型> 合作 > 机构，并设置每家机构的最低文献数量为5（以聚焦主要贡献机构）。聚类与可视化参数与国家网络保持一致，节点颜色表示机构聚类，边的粗细表示合作频率。网络密度与中心性通过网络 > 网络统计进行计算。

作者共被引网络：分析类型 > 共被引> 作者 选项被选中，设定最小共被引次数为 5，以识别具有影响力的作者。节点大小对应总被共被引次数，边的粗细表示共被引频率。

参考文献共被引网络：分析类型>共被引>参考文献被选中，最低共被引次数设为2（与研究中核心参考文献的纳入标准一致）。采用Walktrap聚类算法将参考文献划分为若干知识聚类，并计算中介中心性以识别连接不同研究领域的关键文献。

CiteSpace（版本 5.7.R5）

采用 CiteSpace 进行共被引聚类分析和突现检测，旨在识别新兴的研究前沿和范式转变¹⁹。逐步操作流程如下所示：

数据转换与导入： 使用 数据 > 导入 > Web of Science 功能，将 WOSCC 的“纯文本”数据集转换为与 CiteSpace 兼容的格式。时间跨度设置为 2001–2024 年，按年度划分时间切片（时间切片 = 1 年），每个时间切片中保留出现频率最高的前 50 个术语（Top N = 50）。

共被引聚类分析：

在共被引聚类分析中，选择节点类型>参考文献和连接强度>余弦值，并设置最低共被引次数为2，以筛选出有意义的共被引关系。采用Walktrap聚类算法（聚类算法 = Walktrap）生成知识聚类，聚类标签由施引文献中出现频率最高的关键词确定。使用中介中心性（中心性阈值 = 0.1）识别连接不同聚类的“桥梁文献”，以揭示跨学科融合的关键节点。

簇发放电检测：

使用检测突现功能识别突现术语和突现参考文献，突现阈值设为2.0（突现强度），最短持续时间设为2年（最小突现周期）。突现术语反映新兴的研究热点，而突现参考文献则指示推动短期研究关注的具有影响力的研究成果。通过时间线视图可视化突现术语的时间趋势，以追踪24年间研究主题的兴起与衰退。

主题演化追踪：结合共被引聚类与突现词分析，构建编年史地图 （地图 > 编年史），其中边表示标志性研究之间的直接引用关系。该地图展示了核心研究主题的时间顺序发展脉络。

Microsoft Excel (2016)

Microsoft Excel（电子表格）被用作数据清洗、描述性统计和制表的辅助工具，以确保数据的完整性及跨工具验证的可访问性²⁰。工作流程如下：

数据清洗：从 WOSCC 导出的“纯文本”数据集通过 数据 > 从文本/CSV 导入电子表格，分隔符设置为制表符分隔值（TSV）。使用 数据 > 删除重复项 删除重复记录（关键列：DOI、标题、作者）。通过 数据 > 筛选 排除无关研究（筛选条件：语言 = 英语，文献类型 = 文章）。

描述性统计：

该研究计算了定量指标的基本参数：例如，按国家统计的论文总数（使用 COUNTIF(范围, 条件) 函数），各国贡献比例（（某国论文数 / 论文总数）× 100%），以及年均被引次数（总被引次数 / 发表年数）。通过 VLOOKUP() 函数将期刊名称与 2023 年 JCR 数据进行匹配，提取相应期刊的影响因子（IFs），并对期刊影响因子进行汇总。

制表与验证：

针对关键结果（如发文量排名前15的国家/机构/作者/期刊）构建了结构化表格，表格列包括“实体名称”、“发文量”、“百分比”、“总被引次数”和“篇均被引次数”。使用 Bibliometrix 输出的数据（如作者 H 指数、年度发文数量）进行交叉验证以确保一致性，并通过手动核对原始记录解决发现的差异。

结果

出版产出与增长趋势

最初检索从Web of Science核心合集中获取了1610篇与水凝胶在糖尿病足溃疡（DFU）愈合中应用相关的出版物。排除非研究性文章类出版物（如综述、会议论文、社论）以及非英文研究后，保留了2001年至2024年间发表的403篇原始研究文章用于文献计量可视化与分析。该优化后的数据集确保了对水凝胶技术在DFU管理中经同行评审的进展进行聚焦性考察。

年度科研产出曲线（图2A）显示，在过去24年中，关于水凝胶在糖尿病足溃疡（DFU）愈合中应用的研究论文呈指数增长，复合年增长率为28.6%（根据2001–2024年数据计算）。在2001年之前，该领域尚无任何研究。从2001年到2010年，该领域的科研产出有限，年均发表论文约3篇。自2010年起，该领域开始出现逐步转变，2010年发表3篇，2011年发表4篇，随后进入波动增长阶段（例如，2012年发表6篇，2013年2篇，2014年6篇）。自2015年后，该领域进入持续扩张阶段，2016年发表9篇，2019年达21篇。从2020年起增长显著加速，年度发表量跃升至34篇，随后为2021年38篇、2022年66篇、2023年86篇，2024年达93篇。这一趋势表明，随着智能水凝胶设计的进步以及转化临床试验的推进，该领域的研究关注度正在迅速上升。引文分析显示，2019年是学术影响力峰值年份，该年度发表的论文年均被引次数最高，达14.3次/年（图2B，补充表1）。

各国和机构的全球贡献

在过去的24年中，关于水凝胶技术用于糖尿病足溃疡（DFU）愈合的研究涉及48个国家。发表成果最多的15个国家涵盖欧洲（5个）、亚洲（4个）、北美洲（2个）、南美洲（1个）、非洲（1个）和中东地区（2个）（补充表2）。中国在该领域处于主导地位，发表论文1089篇（占总产出的64.3%），其次为美国（184篇，10.9%）和印度（143篇，8.4%）。这三个国家合计贡献了全球该领域超过83%的研究产出（图3A）。美国率先开展了针对DFU的水凝胶研究，于2001年发表了首项研究。中国于2012年进入该领域，并迅速提升产出数量，于2019年超过美国，并在过去五年中保持全球领先地位（图3B）。图3C显示了不同国家之间广泛的共同作者关系，较粗的棕色线条表示更多的合作发表论文，代表更紧密的合作关系。MCP表示每个国家至少有一位来自其他国家合著者的文献比例。在图3C中，排名前三的国家——中国、印度和美国的共同作者率分别为18.4%、11.4%和17.2%。尽管与中国相比，西方研究体系表现出更高水平的国际合作，但这一模式可能反映了中国由大量本土机构和资助机构推动的自给自足且国内网络化程度高的科研生态系统。相比之下，美国和欧洲国家虽然总体产出较少，但展现出更高的跨国连通性，常作为桥梁连接原本区域性集中的亚洲研究网络。这种结构上的不对称表明，全球DFU-水凝胶研究呈现出核心-边缘结构：中国作为生产力核心，而美国及少数欧洲合作者则作为促进全球知识交流的中心枢纽。因此，加强跨大陆合作可加速该领域的方法学标准化和转化进展。引文分析突显了中国的显著学术影响力，其论文共获得8377次引用，几乎是印度（1402次）和美国（1372次）的六倍（图3D）。这一差距凸显了中国在推动具有高影响力的DFU水凝胶创新方面所发挥的关键作用。

共有691家机构参与了此项研究，其中12家机构各自发表了超过20篇文章（补充表2）。大学在该领域占据主导地位，在机构排名前十中占据全部席位（图3E）。中国机构表现尤为突出：温州医科大学位列第一（54篇出版物），华中科技大学（52篇出版物）和上海交通大学（45篇出版物）紧随其后。排名前十的机构中，仅有的两家非亚洲机构分别为美国的西北大学（27篇出版物，排名第9）和伊朗的德黑兰医科大学（39篇出版物，排名第6）。此外，我们进行了网络分析以考察机构之间的合作关系。不同颜色的节点代表不同机构，连接线越粗表示合作程度越高（图3F）。从定量角度看，机构合作网络表现出中等密度（0.127），表明尽管大学之间存在合作，但整体仍较为分散。中心化程度（0.356）表明少数核心节点发挥着关键的协调作用。其中，重庆大学的中介中心性最高（179.0），接近中心性为0.014，说明其在连接原本联系较弱的机构集群中处于关键的桥梁地位。华中科技大学和哈佛医学院也表现出较高的PageRank值（分别为0.058和0.054），反映出其具有较强的全球可见性以及频繁的引用或共同作者关联。

总体而言，这些指标揭示了一种中心辐射型合作模式，其中多所中国高校形成了紧密的国内合作集群（例如温州医科大学、四川大学、南京医科大学），而少数国际机构（如哈佛医学院）则作为桥梁，促进跨区域的科学交流。加强这些集群间的联系，有望推动基于水凝胶的糖尿病足溃疡治疗领域形成更加一体化的全球科研网络。

期刊与作者生产力

共有190种期刊发表了关于水凝胶在糖尿病足溃疡（DFU）愈合中应用的研究。其中，有4种期刊发表的文章数量达到或超过10篇（图4A）。《国际生物大分子杂志》（International Journal of Biological Macromolecules）以17篇居首，随后是《先进医疗材料》（Advanced Healthcare Materials），发表14篇，以及《药剂学》（Pharmaceutics），发表11篇。在发文量排名前18位的期刊中（补充表3），有13种被归类为JCR Q1区期刊，其中3种的影响因子（IF）≥10：《先进医疗材料》（Q1，IF 10.0）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials，Q1，IF 18.5）和《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal，Q1，IF 13.3）。根据布拉德福定律（Bradford's Law），共识别出17种核心期刊，作为该领域的主要传播平台，其中《国际生物大分子杂志》和《先进医疗材料》被列为影响力最大的两种期刊（图4B）。针对发文量排名前10位的作者，分析了其学术产出与影响力的时序趋势（图4C）。节点大小对应年度发文数量，颜色深度反映年度被引频次。Li Y和Liu Y成为主要贡献者，自2018年至2024年持续保持高产出。Liu Y在抗菌水凝胶方面的研究尤其获得了显著的引用影响力（图4D）。在按发文数量排名前15位的作者中（图4E），Wang X（19篇文章，H指数12）、Liu Y（16篇，H指数10）和Zhao Y（15篇，H指数9）展现出最高的学术认可度，凸显了他们在推动该领域发展中的关键作用（补充表4）。

高被引文章与共被引分析

总被引频次（GC）用于衡量整个文献数据库中的引用频率。在过去24年中，关于水凝胶技术治疗糖尿病足溃疡（DFU）的研究共累积了15,279次总被引。根据总被引频次排名，有11篇文章的被引次数均超过200次（补充表5）。其中，Wang等人于2019年发表在《Theranostics》上的研究《用于慢性糖尿病伤口愈合与全层皮肤再生的生物活性自愈抗菌外泌体水凝胶》以625次总被引位居榜首，凸显了其在推动用于DFU治疗的生物活性水凝胶设计方面的重要作用（图5A）²¹。局部被引频次（LC）通过文献计量学方法，基于本研究中所引用的全部参考文献集合进行计算，用于衡量某篇文献在分析文献集内部被引用的次数。在本研究的文献集合中，共有98篇文章被引用，累计获得337次局部被引，其中包括4篇文章的局部被引次数超过10次（补充表6）。其中最具影响力的研究由Guan等人（2019年）完成，该研究证明“持续供氧可通过促进上皮化、血管生成及减轻炎症反应来加速糖尿病伤口愈合”，获得了最高的局部被引频次（28次），突显了其在靶向缺氧环境的水凝胶策略中的基础性影响（图5B）²²。

共被引分析是一种用于揭示纵向研究中范式和学术流派演变的工具。我们对参考文献进行了共被引分析，以探究文献之间的相互关系。该共被引分析采用Walktrap聚类算法，绘制了50篇参考文献（最低共被引边数 = 2）之间的知识关联图谱（图5C）。其中，Falanga V 于2005年在《Lancet》上发表的综述《Wound Healing and Its Impairment in the Diabetic Foot》具有最高的中介中心性（204），表明其在连接糖尿病足溃疡（DFU）病理生理学与水凝胶干预治疗的多学科研究中起到了关键的概念桥梁作用²。这项具有里程碑意义的研究成果，至今仍是理解糖尿病伤口愈合障碍及治疗创新的重要基石。

主题演变与研究前沿

在2020年后糖尿病足溃疡（DFUs）水凝胶研究呈指数级增长的背景下，我们将时间线划分为两个明确的阶段：2001–2021年和2022–2024年，以分析该领域主题的演变过程（图6A）。2001年至2021年期间，研究主要集中在水凝胶技术的基础方面，包括材料设计（如生物相容性测试、支架优化）和临床管理策略（如保湿、感染预防）。文献中占主导地位的关键词包括“体外验证”和“伤口敷料疗效”，反映出将水凝胶确立为传统伤口护理方法可靠替代方案的努力。相比之下，2022–2024年期间则见证了研究范式的转变，转向机制探索与精准治疗开发，研究人员优先关注“成纤维细胞生长因子递送”、“巨噬细胞极化调控”和“神经血管串扰”等主题。这一转变凸显了该领域正从以材料为中心的创新迈向以机制为导向的定制化发展，旨在应对慢性糖尿病伤口的生物学复杂性。

通过史学分析描绘了该领域研究的历史轨迹，揭示了四个相互关联的主题聚类（图6B）。红色聚类聚焦于炎症调控，始于Lohmann等人（2017）的研究，他们证明基于糖胺聚糖的水凝胶可在糖尿病伤口中螯合炎症趋化因子，从而挽救小鼠模型中受损的愈合过程²³。该研究为Shen等人（2020）的工作奠定了基础，后者通过设计硫酸化壳聚糖水凝胶以重编程功能失调的巨噬细胞，显著加速了糖尿病小鼠的伤口闭合²⁴。蓝色聚类突出了临床转化，以Moon等人（2021）的研究为代表，他们通过一项随机对照试验验证了同种异体脂肪来源干细胞-水凝胶复合物在糖尿病足溃疡（DFU）患者中的有效性，将临床前创新成功转化为实际临床应用²⁵。绿色聚类专注于机制层面的突破，典型代表为Xiong等人（2022）的研究，他们揭示了由水凝胶系统介导的神经发生与血管生成之间的串扰机制，实现了糖尿病全层伤口的再生²⁶。

关键词共现聚类进一步明确了研究格局（图6C、D）。具有高中心性和高密度的核心主题包括“水凝胶 足部溃疡 血管生成”（通过负载生长因子的水凝胶探索血管化策略）和“敷料管理 糖尿病足溃疡”（优化用于渗出液控制的临床级配方）。与此同时，诸如“人皮肤 骨髓基质细胞 安全性”（探究干细胞-水凝胶相互作用以实现无瘢痕愈合）和“结合 凝胶 蛋白质”（开发用于解剖结构复杂伤口的粘附性水凝胶）等新兴研究方向，标志着前沿探索领域。值得注意的是，“双盲模型 细胞因子”与“氧化应激 预防 感染”之间的相互作用，凸显了学界对严谨临床试验设计及多功能水凝胶系统的日益关注。这些趋势共同表明，该领域正从应对一般性伤口管理挑战，转向通过跨学科创新解决糖尿病足溃疡（DFUs）的多因素病理生理机制。各时期之间主题的延续性——例如对巨噬细胞调控的持续关注——既反映了基础研究与转化研究之间的相互依赖，也揭示了在协调生物学复杂性与临床实用性方面，仍存在未被满足的治疗需求。

数据可用性：

本研究分析所用的所有原始数据——特别是从 Web of Science 核心合集导出的文献计量记录——均已作为补充文件 7（savedrecs.zip）上传。

图1：研究流程图。 请点击此处查看此图的放大版本。

图 2：水凝胶在糖尿病足溃疡愈合中应用的科研产出演变（2001–2024年）。（A）年度科研产出。年均增长率：20.72%。（B）年均引用次数。请点击此处查看此图的高清版本。

图3：国家与机构贡献分析。（A）国家科研产出与合作地图。（B）国家科研产出随时间变化趋势。（C）通讯作者所属国家。（D）被引频次最高的前10个国家及其被引次数。（E）最具影响力的前10个机构及其产出数量。（F）机构间合作网络。MCP：多国合作发表；SCP：单国独立发表。请点击此处查看此图的高清版本。

图 4：期刊与作者贡献分析。（A）最相关的前15个来源。（B）基于布拉德福定律的核心来源分析。（C）作者随时间的产出情况。（D）作者的本地引用情况。（E）作者基于H指数的本地影响力。请点击此处查看此图的放大版本。

图 5：参考文献引用与共被引分析。（A）被全球引用次数最多的前 15 篇文章。（B）被局部引用次数最多的前 15 篇文章。（C）基于知识结构的共被引网络。请点击此处查看此图的放大版本。

图6：研究重点与前沿领域的分析。（A）主题演变。（B）文献计量图谱（每条边代表一次直接引用）。（C）主题地图。（D）共现网络。请点击此处查看该图的高清版本。

补充表1：年度科学产出与平均引用次数。请点击此处下载该文件。

补充表 2：关于水凝胶在糖尿病足溃疡愈合中应用研究的前 15 个国家和机构。请点击此处下载该文件。

补充表3：关于水凝胶在糖尿病足溃疡愈合中应用研究的18种最高产期刊。请点击此处下载该文件。

补充表4：发文量排名前15位作者的汇总信息。请点击此处下载该文件。

补充表5：按全球被引频次排名前15的出版物。请点击此处下载该文件。

补充表6：按本地引用次数排名的前15篇出版物。缩写：LC，本地引用次数；GC，全球引用次数。请点击此处下载该文件。

补充文件 7：savedrecs.zip。请点击此处下载该文件。

讨论

这项文献计量分析全面评估了2001年至2024年间水凝胶在糖尿病足溃疡（DFU）愈合应用中的研究趋势。21世纪初，由于迫切需要应对DFU持续存在的临床挑战——慢性炎症、血管生成受损和微生物感染，水凝胶技术成为伤口护理领域的一项变革性方法^27,28。2001年首项关键研究探讨了基于糖胺聚糖的水凝胶在糖尿病啮齿类动物模型中调控伤口微环境的作用，为后续技术创新奠定了基础。2001年至2010年间，相关研究成果较为稀少，年均发表论文不足1篇，反映出水凝胶技术在DFU管理中尚处于起步阶段。2012年出现了一个转折点，Lohmann 等人证明水凝胶能够螯合糖尿病伤口中的炎症趋化因子，从而挽救小鼠模型中受损的愈合过程²³。这一发现推动了水凝胶设计向具有生物活性功能的方向转变，例如可控药物递送和免疫调节。

自2015年以来，该领域经历了指数级增长，年度发表论文数量从2015年的6篇激增至2024年的93篇。这一增长趋势与“智能”水凝胶的发展密切相关——这类材料可响应pH、温度或酶活性，能够与伤口微环境动态相互作用⁶。例如，Shen等人（2020年）开发了硫酸化壳聚糖水凝胶，用于重编程功能失调的巨噬细胞，从而加速糖尿病小鼠的伤口闭合²⁴。类似地，Xiong等人（2022年）利用水凝胶支架构建了促进神经发生与血管生成相互作用的系统，实现了全层糖尿病伤口的再生修复²⁶。中国机构（如温州医科大学、复旦大学）在论文发表数量上占据主导地位（占全球总量的64.3%），凸显了中国在生物医学材料科学领域的战略性投入，尤其是在应对日益加重的糖尿病并发症负担方面。然而，中国在该领域的压倒性贡献仍需进一步分析，以判断其反映的是研究数量优势还是研究质量领先。尽管中国在论文发表数量上处于领先地位，但这一高产出可能受到多种因素影响，包括大规模科研经费投入、研究机构数量的持续增长以及对提升论文发表指标的重视。虽然论文数量令人瞩目，但可能存在引用偏差，即来自中国顶尖机构的研究被不成比例地频繁引用，可能夸大其在全球科研格局中的实际影响力。此外，地区性的发表习惯和国际间合作有限也可能导致这种引用分布不均的现象，因为中国研究人员常在本地期刊发表成果，或开展较少跨境合作的研究项目。

近期趋势表明，敷料正从被动型水凝胶向整合诊断与治疗功能的多功能系统转变。当前涌现的关键研究方向包括巨噬细胞极化调控、血管生成与神经再生之间的相互作用，以及具有抗菌功能的水凝胶。例如，Zhang 等人（2023年）设计了一种缺氧响应性水凝胶，可释放白细胞介素-4（IL-4），诱导巨噬细胞向促进愈合的M2表型极化，显著减小了糖尿病大鼠的伤口面积²⁹。类似地，负载神经生长因子（NGF）和血管内皮生长因子（VEGF）的功能化水凝胶可协同促进神经再生与血管化。Wang 等人（2021年）报道了一种双因子负载水凝胶，相较于单因子系统，糖尿病伤口愈合率提高了40%³⁰。此外，嵌入银纳米颗粒的水凝胶及抗生素缓释系统（如载万古霉素的壳聚糖水凝胶）在保持生物相容性的同时，展现出强大的抗生物膜活性。水凝胶系统的新兴创新还包括利用人工智能优化药物释放与生物降解性的水凝胶设计³¹、负载细胞外囊泡以增强组织再生的水凝胶³²，以及含有纳米酶的纳米复合水凝胶，用于调控糖尿病伤口中的氧化应激³³。同时，绿色合成方法也正在被探索，以提升成本效益与可持续性。

尽管在临床前研究中取得了成功，水凝胶疗法在临床应用方面仍面临重大挑战。水凝胶的机械强度、降解速率和药物释放动力学存在变异性，这给监管审批带来了困难。例如，Moon 等人（2021年）在一项随机对照试验（RCT）中使用干细胞-水凝胶复合物获得了令人鼓舞的结果，但其规模化生产和批间一致性问题仍未解决²⁵。智能水凝胶（例如需要重组生长因子的水凝胶）的高生产成本，限制了其在资源匮乏地区的可及性。利用植物来源的聚合物（例如来自褐藻的海藻酸盐）进行绿色合成，可能提供可持续的替代方案。尽管水凝胶通常具有良好的生物相容性，但长期暴露于其降解副产物（例如丙烯酸单体）可能引发系统性毒性的担忧。对于下一代水凝胶制剂而言，严格的上市后监测将至关重要。

除了这些实际挑战外，文献计量结果还揭示了当前研究领域中若干尚未充分探索的方向，这些方向代表了重要的知识空白。关键词共现分析和引文突现分析显示，“临床试验”、“患者结局”和“标准化评估”等术语出现频率有限，表明临床转化和统一评估标准仍发展不足。同样，水凝胶与数字健康工具（包括生物传感器和可穿戴监测系统³⁴）的整合仍较为零散，凸显出对数据驱动和个体化伤口管理策略的需求。目前长期的机制性研究以及探究免疫调节和微生物组动态变化的多组学研究也较为缺乏，提示有必要通过系统层面的方法进一步阐明水凝胶与宿主之间的相互作用。此外，尽管已有若干研究探索了可持续或绿色合成策略^3,4,28，但其在文献计量网络中的出现频率仍相对较低，说明在水凝胶设计中仍需提升可扩展性、成本效益和环境可持续性。通过跨学科合作解决这些空白，有望加快水凝胶技术在糖尿病足溃疡管理中的安全、公平且具有临床意义的转化应用。

为了弥合实验室创新与临床应用之间的差距，未来的研究应优先发展个性化的水凝胶系统、与数字健康技术的整合以及全球合作网络。利用患者特异性生物标志物（例如 MMP-9 水平、微生物谱型）来定制水凝胶成分和药物释放曲线，有望提高治疗效果^7,34,35。将水凝胶与可穿戴传感器结合，用于实时监测伤口的 pH 值、温度和感染状态，代表了一个极具前景的发展方向。加强学术界、产业界和政策制定者之间的合作，特别是在糖尿病负担较重的南亚和撒哈拉以南非洲地区，对于确保这些创新成果的公平可及至关重要。

然而，必须承认本分析存在若干局限性。其中一个主要局限是数据库依赖性——本分析仅依赖于Web of Science核心合集（WOSCC）所收录的文献，可能遗漏了发表于非英文期刊或其他数据库（如Scopus或Google Scholar）中的相关研究。这可能导致遗漏重要贡献，尤其是来自非英语地区的研究成果。此外，引文偏差是文献计量分析中固有的问题，引文数量可能受到期刊声望、自引行为以及地域偏倚等因素的影响。这些偏差可能扭曲研究影响力的表现，从而过度强调来自主要研究枢纽或知名机构的研究成果。因此，尽管文献计量分析能够为出版趋势提供有价值的见解，但仍需结合定性评估和更全面的文献综述，以弥补上述偏差。

本研究提出了一种可重复的文献计量学方案，系统描绘了用于糖尿病足溃疡（DFU）愈合的水凝胶技术的全球发展脉络，并为识别新兴研究方向提供了定量基础³⁶。该研究通过整合多学科数据，揭示材料创新如何与血管生成、神经发生及免疫调节等生物学机制相契合，从而推动该科学领域的发展^6,24,26。与叙述性综述或定性总结相比，这种定量方法为理解科学进展提供了透明且客观的框架，有助于优化生物材料和伤口愈合研究领域的研究重点及政策制定。

然而，应承认存在若干局限性。该分析仅依赖于单一数据库（WOSCC）中的文献计量指标，可能遗漏发表于非英文或区域性期刊中的相关研究。基于引文的计量指标也可能引入时间和地域偏差，从而可能低估新兴但具有高影响力的研究。此外，文献计量分析无法直接评估实验效果或临床结果，因此需要结合临床数据和转化研究来补充这些结果。

其他方法，例如系统性综述、荟萃分析或基于文本挖掘的分析，可在不取代本研究计量学框架价值的前提下，为特定水凝胶机制或临床效应提供更深入的见解。本方案的重要性在于其可应用于其他再生生物材料领域，提供一种标准化且可重复的分析模型，支持跨学科合作。未来的研究应致力于将研究计量学分析与临床及转化数据集相结合，从而实现对科研影响力更全面的评估，并推动慢性伤口水凝胶治疗领域的数据驱动型创新。

在过去的二十年中，水凝胶技术已从简单的保湿敷料发展为能够调节免疫反应、递送治疗药物并促进组织再生的复杂平台。尽管在标准化和规模化方面仍存在挑战，但生物材料科学、生物工程与临床研究的融合为彻底改变糖尿病足溃疡（DFU）治疗带来了巨大潜力。基于本分析的研究结果，未来的工作应着重加强全球合作，提高在资源匮乏地区的可及性，并开发可持续且以患者为中心的水凝胶解决方案。

这项文献计量学研究描绘了2001年至2024年间用于糖尿病足溃疡（DFU）愈合的水凝胶技术的发展演变，显示出以中国、美国和印度为主导的指数级增长趋势。研究重点已从最初的生物相容性和保湿性能，逐步转向抗菌水凝胶、免疫调节、血管生成与神经发生之间的相互作用，以及智能多功能系统。尽管取得了这些进展，国际间合作仍有限，评估标准不统一，且存在转化应用障碍。基于关键词共现和引文突现分析，未来的研究应超越泛泛呼吁创新的层面，转向具体且数据驱动的研究方向。特别是，“智能水凝胶”与生物标志物响应传感平台及数字监测技术的整合，代表了极具前景的下一步发展方向。多组学指导的策略可进一步优化水凝胶配方，实现精准化、个体化的治疗设计。未来的研究应优先推动跨学科协作、严格的临床验证，并加强与数字健康及生物传感技术的融合，以确保开发出可持续、成本效益高且易于普及的水凝胶疗法，从而在全球范围内变革DFU的管理模式。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Bibliometrix（R 包）	CRAN（R 环境）	版本 4.1	用于对出版物、机构、国家和主题进行文献计量分析。
CiteSpace	CiteSpace	版本 5.7.R5	用于共被引分析、突现词检测和关键词趋势分析。
Excel	Microsoft	2016	用于数据清洗、整理和制表。
VOSviewer	VOSviewer	版本 1.6.17	用于引文、共被引和合作网络的可视化。
Web of Science 核心合集（WOSCC）	Clarivate	不适用	用于文献检索的数据库（2001–2024）。