Bibliometrische Einblicke in die Hydrogel-Technologie zur Heilung diabetischer Fußulkus (2001–2024)

Zusammenfassung

Hier präsentieren wir ein Protokoll zur Durchführung einer umfassenden bibliometrischen Analyse von Hydrogel-Technologien für die Heilung diabetischer Fußulkus von 2001 bis 2024, wobei Web-of-Science-Daten und Visualisierungstools genutzt werden, um globale Trends, Kooperationen und Forschungsgrenzen zu identifizieren.

Zusammenfassung

Diese Studie etabliert ein bibliometrisches und visualisierungsbasiertes Protokoll, um systematisch die Forschungslandschaft, die thematische Entwicklung und die Kollaborationsnetzwerke von Hydrogel-Technologien für die Heilung diabetischer Fußulkusse (DFU) von 2001 bis 2024 zu evaluieren. Publikationen wurden aus der Web of Science Core Collection abgerufen, und Analysen wurden mit Bibliometrix, VOSviewer und CiteSpace durchgeführt, um Publikationstrends, Zitationsleistung und Forschungsgrenzen zu untersuchen. Insgesamt wurden 403 Publikationen aus 48 Ländern aufgenommen, wobei China, die Vereinigten Staaten und Indien als führende Mitwirkende fungierten. Die Ergebnisse zeigen einen exponentiellen Anstieg der Forschungsleistungen in den letzten zwei Jahrzehnten, was das wachsende interdisziplinäre Interesse an fortschrittlichen Hydrogelsystemen widerspiegelt. Forschungshotspots haben sich von frühen Studien zur Biokompatibilität und Feuchtigkeitsbindung von Hydrogeln bis hin zu Innovationen wie Makrophagenpolarisation, Angiogenese–Neurogenese-Übersprechen, antimikrobiellen und intelligenten Hydrogelen sowie grünen Synthesestrategien entwickelt. Im Gegensatz zu früheren narrativen Übersichtsarbeiten führt diese Studie einen quantitativen und visualisierungsbasierten bibliometrischen Rahmen ein, der die globale wissenschaftliche Entwicklung objektiv abbildet und Kooperationsmuster sowie aufkommende Forschungsgrenzen aufzeigt. Das entwickelte Protokoll bietet ein reproduzierbares Modell zur Abbildung wissenschaftlichen Wissens und zur Steuerung zukünftiger translationaler und klinischer Anwendungen im DFU-Management.

Einleitung

Diabetische Fußulkus (DFUs), die 15–25 % der Diabetespatienten betreffen, sind chronische Wunden, die durch Neuropathie, Ischämie und Infektionen^{verursacht werden}. Ihre widerspenstige Heilung führt zu hohen Risiken für Amputationen, Sterblichkeit und sozioökonomische Belastungen, was den dringenden Bedarf an innovativen Therapien unterstreicht^. Hydrogele, dreidimensionale hydrophile Polymernetzwerke, haben im DFU-Management aufgrund ihrer einzigartigen Wundheilungsvorteile^an Bedeutung gewonnen ^2,3. Ihr hoher Wassergehalt ahmt physiologische Umgebungen nach, während ihre abstellbare Porosität den Gasaustausch, die Aufnahme von Exsudien und die kontrollierte Abgabe von Therapeutika (z. B. antimikrobiell, Wachstumsfaktoren⁾ ermöglicht4. Außerdem machen ihre Biokompatibilität und Fähigkeit, sich unregelmäßigen Wunden anzupassen, sie traditionellen Verbänden überlegen.

In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Hydrogel-Technologie von passiven, feuchtigkeitsspeichernden Materialien zu multifunktionalen "intelligenten^{" Systemen entwickelt}. Die Forschung Anfang der 2000er Jahre konzentrierte sich auf grundlegende Hydrogel-Formulierungen, während neuere Fortschritte stimuli-responsive Eigenschaften (pH-/temperatursensitiv), bioaktive Komponenten (Stammzellen, Nanopartikel) und biomimetische Designs integrieren, die extrazelluläre Matrixfunktionen 5,6,7,8 replizieren. Diese Innovationen adressieren DFU-spezifische Herausforderungen wie bakterielle Resistenz, oxidativen Stress und beeinträchtigte Angiogenese ^9,10,11. Jüngste Studien haben zudem das Potenzial fortgeschrittener Hydrogele gezeigt, aktiv am Wundheilungsprozess teilzunehmen. So fördern beispielsweise kationische dendritische Hydrogele mit inhärenter antibakterieller Wirkung die Hämostase, modulieren die Makrophagepolarisation und beschleunigen die Kollagenablagerung und Angiogenese in diabetischen Wundmodellen¹². Ebenso zeigen Biopolymer-Hydrogele, verstärkt mit Tintenfisch-Nanopartikeln, ausgezeichnete Gewebeadhäsion, reaktive Sauerstoffspezies und photothermische antibakterielle Funktionen, was die Reepithelialisierung und Vaskularisation bei diabetischen Ulkus signifikant verbessert¹³. Darüber hinaus wurden hyperthermieverstärkte, immunregulierende Hydrogele entwickelt, um oxidativen Stress auszugleichen und die Immunregulation zu verbessern, wodurch ein effektives Mikroumfeld für die Behandlung diabetischer Wunden geschaffen wird. Jüngste Forschungen zu bioaktiven Hydrogel-Formulierungen zur pathologischen Knochenregeneration unterstreichen zudem ihre Fähigkeit, ungünstige Mikroumgebungen zu überwinden und die Abgabe von bioaktiven Substanzen zu erhalten, was die Vielseitigkeit von Hydrogelplattformen in der regenerativen Medizin unterstreicht¹⁴.

Diese Ergebnisse zeigen zusammen, dass sich Hydrogel-Technologien von passiven Trägern zu bioaktiven und multifunktionalen Systemen entwickelt haben, die in der Lage sind, komplexe Wundheilungswege zu orchestrieren. Dennoch bleibt die interdisziplinäre Literatur trotz dieser bedeutenden experimentellen Fortschritte fragmentiert, und nur wenige Studien haben den gesamten Forschungsverlauf oder die globalen Kollaborationsmuster in^{diesem Bereich} quantitativ bewertet.

Bibliometrische Analyse bietet einen systematischen, datenbasierten Ansatz, um die Entwicklung dieses Fachgebiets zu kartieren, indem Trends, Kooperationen und aufkommende Grenzen identifiziert werden, die traditionelle narrative Übersichtsarbeiten nicht liefern^{können 16}. Während bestehende Übersichtsarbeit Hydrogel-Mechanismen oder klinische Ergebnisse zusammenfasst, analysiert keine quantitativ den Forschungsverlauf, globale Beiträge oder Wissenslücken im Zeitraum 2001–2024. Im Gegensatz zu traditionellen narrativen Reviews bietet bibliometrische Analyse objektive, quantitative Einblicke in die globale Forschungslandschaft und Kooperationsmuster und ist damit ein mächtiges Werkzeug zur Identifizierung neuer Forschungsbereiche und wirkungsvoller Innovationen. Diese Studie etabliert ein systematisches, quantitatives und reproduzierbares bibliometrisches Protokoll, das die globale Entwicklung, Schlüsselfaktoren und aufkommende Grenzen von Hydrogel-Technologien in der DFU-Heilung visualisiert. Die Ergebnisse zielen darauf ab, zukünftige Forschung hin zu wirkungsvollen Innovationen zu lenken und die Umsetzung hydrogelbasierter Therapien in die klinische Praxis für DFU-Patienten zu beschleunigen.

Protokoll

Diese Studie führte eine systematische bibliometrische Analyse durch, um Forschungstrends in Hydrogel-Technologien für die Heilung diabetischer Fußulkus (DFU) zwischen 2001 und 2024 zu identifizieren und zu visualisieren. Der gesamte Arbeitsablauf umfasste vier Hauptschritte: Literaturabruf, Datenscreening, bibliometrische Analyse sowie Visualisierung wissenschaftlicher Netzwerke und thematischer Entwicklung. Publikationen wurden mit Bibliometrix (R-Paket, Version 4.1), VOSviewer (Version 1.6.17) und CiteSpace (Version 5.7.R5) analysiert, wobei Microsoft Excel (2016) für die Datenorganisation und -tabellierung verwendet wurde.

Literaturrecherche und Datenerhebung

Am 1. März 2024 wurde in der Web of Science Core Collection (WOSCC) eine systematische Literaturrecherche durchgeführt. Die Suchstrategie verwendete folgende themenspezifische Abfrage:

((((((TS=(diabetischer Fuß)) ODER TS=(Diabetisches Fußgeschwür)) ODER TS=(DFU)) ODER TS=(Diabetisches Geschwür)) ODER TS=(diabetische Wunde)) ODER TS=(chronische diabetische Wunde)) UND ((((TS=(Hydrogel)) ODER TS=(Hydrogel-basiert)) ODER TS=(Hydrogel-Gerüst)) ODER TS=(intelligentes Hydrogel))). Die Veröffentlichungen wurden gefiltert, um nur Originalforschungsartikel zu enthalten, die zwischen 2001 und 2024 auf Englisch verfasst wurden. Nach der Entnahme wurden doppelte Datensätze manuell entfernt, und Studien, die nicht mit diabetischen Wunden oder Hydrogelanwendungen zu tun hatten, wurden ausgeschlossen, um die Datengenauigkeit und Relevanz zu gewährleisten. Nicht-englische Artikel wurden ausgeschlossen, um die Konsistenz im Datensatz zu gewährleisten. Insgesamt wurden 403 geeignete Artikel zur Analyse zurückbehalten. Der bereinigte Datensatz wurde sowohl im Format "Plain Text" als auch in "BibTeX"-Formaten exportiert, um die Kompatibilität mit mehreren bibliometrischen Werkzeugen sicherzustellen. Der detaillierte Auswahlprozess ist in Abbildung 1 dargestellt.

Bibliometrische und Visualisierungsanalyse

Um die Strenge, Reproduzierbarkeit und Vollständigkeit der bibliometrischen Analyse sicherzustellen, wurden vier spezialisierte Werkzeuge integriert, um unterschiedliche analytische Ziele zu erreichen. Detaillierte Protokolle für jedes Werkzeug, einschließlich Parametereinstellungen, Datenverarbeitungsworkflows und Ergebnisinterpretation, werden im Folgenden näher erläutert. Alle Operationen folgten standardisierten Parametern über die Plattformen hinweg, und der gesamte Prozess wurde unabhängig von zwei Forschern überprüft, um die analytische Stabilität und Genauigkeit¹⁶ zu bestätigen.

Bibliometrix (R-Paket, Version 4.1)

Bibliometrix wurde für die quantitative bibliometrische Indikatorberechnung und thematische Evolutionskartierung eingesetzt, wobei es seine robusten statistischen Funktionen und die Integration mit dem Datenverarbeitungsökosystem¹⁷ von R nutzte. Der Kernworkflow ist wie folgt:

Datenaufbereitung: Der bereinigte Datensatz (exportiert von WOSCC in den Formaten "Plain Text" und "BibTeX") wurde mit der readFiles() -Funktion in RStudio (Version 2023.09.1) importiert, die Multi-Format-Datenintegration unterstützt. Doppelte Datensätze wurden zusätzlich mit dupliziert() validiert, um die Konsistenz mit manueller Überprüfung zu gewährleisten.

Berechnung quantitativer Indikator:

Jährliche Publikationsausgaben: Die Funktion Biblio Analysis() wurde verwendet, um ein umfassendes bibliometrisches Objekt zu erzeugen, aus dem jährliche Publikationszahlen mittels jährlicher Prod()-Produktion extrahiert wurden. Die zusammengesetzte jährliche Wachstumsrate (CAGR) wurde über die cagr()- Funktion berechnet: Startjahr = 2001 und Endjahrgang = 2024.

Produktivität der Autoren: Die Beiträge der Autoren wurden mit Autor Prod() quantifiziert, wobei die Parameter k = 15 zur Identifizierung der 15 produktivsten Autoren verwendet wurden. Der H-Index für jeden Autor wurde mit der hindex()- Funktion berechnet, die der Hirsch-Definition (Anzahl der Artikel mit ≥h-Zitationen) entspricht.

Institutionelle und nationale Beiträge: Institutionelle und nationale Ergebnisse wurden mit der Zugehörigkeit Prod() bzw. Country Prod() analysiert, wobei min.prod = 1 alle beitragenden Einheiten einbezogen hat. Prozentuale Beiträge wurden durch Normalisierung einzelner Ausgaben mit dem Gesamtdatensatz abgeleitet (n = 403).

Journal-Leistung: Produktivität und Wirkung der Zeitschrift wurden mit journalProd() bewertet, das die Publikationszahlen pro Zeitschrift extrahiert. Impact Factor (IF)-Daten wurden mithilfe der Funktion journalImpactFactor() verknüpft, wobei die JCR (Journal Citation Reports) Metriken von 2023 integriert wurden.

Thematische Kartierung und Entwicklung:

Die Schlüsselwortextraktion erfolgte mit dem Begriff Extraction(), wobei das Feld = c("TI", "AB", "DE") (Titel, Abstract, Autorenstichwörter) und min.freq = 5 erfolgte, um die Begriffe mindestens 5 Mal zu behalten. Das thematische Mapping wurde mit thematicMap() erstellt, mit der Methode = "MCA" (Multiple Correspondence Analysis), um Schlüsselwörter in thematische Bereiche zu gruppieren (z. B. grundlegende Forschung vs. aufkommende Grenzen). Die zeitliche thematische Entwicklung wurde analysiert, indem der Datensatz in zwei Perioden (2001–2021 und 2022–2024) mit Split By Year() aufgeteilt wurde, gefolgt von vergleichender thematischer Abbildung zur Identifizierung von Paradigmenwechseln.

Zitationsanalyse: Die Gesamtzahl der Zitationen und die durchschnittlichen jährlichen Zitationen pro Publikation wurden mit der Zitationsanalyse() zeitweise extrahiert. Fenster = 1, um jährliche Zitationsraten zu berechnen.

VOSviewer (Version 1.6.17)

VOSviewer wurde zur Netzwerkvisualisierung von Kooperationen (Autoren, Institutionen, Länder) und Kozitationsbeziehungen verwendet, wobei strukturelle Muster des Wissensaustauschs betont^{werden 18}. Das detaillierte Protokoll ist wie folgt:

Datenimport und Vorverarbeitung: Der BibTeX-Datensatz wurde in VOSviewer: File > Import > Bibliographic Data > BibTeX-Dateien importiert. Datensätze wurden gefiltert, um nur Originalforschungsartikel zu behalten (im Einklang mit dem Datensatz-Reinigungsschritt), und Autorennamen, institutionelle Zugehörigkeiten und Ländernamen wurden standardisiert (z. B. "Univ" → "Universität", "China" → "Volksrepublik China"), um doppelte Knoten zu vermeiden.

Visualisierung von Kollaborationsnetzwerken:

Länder-Kollaborationsnetzwerk: Für das Länderkooperationsnetzwerk wurden folgende Optionen ausgewählt: Analysetyp > Zusammenarbeit > Ländern mit einer Mindestanzahl an Dokumenten pro Land = 1 (einschließlich aller 48 beitragenden Länder). Der VOS-Clustering-Algorithmus wurde mit Auflösung = 0,5 angewendet, um Cluster zu erzeugen, und das Netzwerk wurde mit einem Force-gesteuerten Layout visualisiert, dessen Knotengröße proportional zur Anzahl der Publikationen und Kantendicke proportional zur Anzahl der mitverfassten Publikationen war. Die Mehrländerpublikationsrate (MCP) für jedes Land wurde berechnet als (Anzahl der mitverfassten Dokumente)/(Gesamtzahl der Dokumente pro Land) × 100 %.

Netzwerk für institutionelle Zusammenarbeit: Hier wurde der Analysetyp > Zusammenarbeit > Organisationen mit der Mindestanzahl an Dokumenten pro Organisation = 5 (zur Fokussierung der wichtigsten Mitwirkenden) ausgewählt. Clustering- und Visualisierungsparameter stimmten mit dem Ländernetzwerk überein, wobei die Knotenfarbe institutionelle Cluster repräsentierte und die Kantendicke die Kollaborationshäufigkeit anzeigte. Netzwerkdichte und Zentralisierung wurden mittels Network > Network-Statistiken berechnet.

Autoren-Co-Zitationsnetzwerk: Analysetyp > Co-Citation > Autoren wurden mit einer Mindestanzahl von Co-Zitationen = 5 ausgewählt, um einflussreiche Autoren zu identifizieren. Die Knotengröße entspricht der Gesamtzahl der Co-Citationen, und die Kantendicke bezeichnet die Häufigkeit der Co-Citationen.

Ko-Zitationsnetzwerk von Referenzen: Analysetyp > Ko-Zitation > Referenzen wurde mit der Mindestanzahl der Co-Zitationen = 2 ausgewählt (im Einklang mit dem Aufnahmekriterium der Studie für Kernreferenzen). Der Walktrap-Clustering-Algorithmus wurde angewandt, um Referenzen in intellektuelle Cluster zu gruppieren, und die Betweenness-Zentralität wurde berechnet, um entscheidende Studien zu identifizieren, die verschiedene Forschungsbereiche verbinden.

CiteSpace (Version 5.7.R5)

CiteSpace wurde für Co-Citation-Cluster-Analysen und Burst-Detektion genutzt, mit dem Ziel, aufkommende Forschungsgrenzen und Paradigmenwechsel zu identifizieren¹⁹. Das Schritt-für-Schritt-Protokoll ist im Folgenden detailliert beschrieben:

Datenkonvertierung und Import: Der WOSCC-"Plain Text"-Datensatz wurde mit Data > Import > Web of Science in das CiteSpace-kompatible Format umgewandelt. Der Zeitraum wurde auf 2001–2024 festgelegt, mit jährlichen Zeitschnitten (Zeitschnitt = 1 Jahr), und die 50 häufigsten Terme pro Zeitschnitt wurden beibehalten (Top N = 50).

Co-Zitationscluster-Analyse:

Für die Co-Citation-Cluster-Analyse wurden Knotentyp > Referenzen und Linkage Strength > Cosine mit minimaler Co-Citation-Zahl = 2 ausgewählt, um sinnvolle Co-Citation-Beziehungen zu filtern. Der Walktrap-Clustering-Algorithmus wurde angewandt (Clustering-Algorithmus = Walktrap), um intellektuelle Cluster zu erzeugen, wobei Cluster-Labels aus den häufigsten Schlüsselwörtern in den zitierenden Artikeln abgeleitet wurden. Die Zentralität der Zwischenheit (Zentralitätsschwelle = 0,1) wurde verwendet, um "Brückenreferenzen" zu identifizieren, die unterschiedliche Cluster verbinden und interdisziplinäre Integrationspunkte anzeigen.

Burst-Erkennung:

Burst-Begriffe und Burst-Referenzen wurden mit Detect Bursts mit Burst-Schwellenwert = 2,0 (Burst-Stärke) und Mindestdauer = 2 Jahren (minimale Burst-Periode) identifiziert. Burst-Begriffe spiegeln aufkommende Forschungs-Hotspots wider, während Burst-Referenzen einflussreiche Studien anzeigen, die kurzfristige Forschungsaufmerksamkeit gelenkt haben. Zeitliche Trends von Burst-Begriffen wurden mit Time-Line View visualisiert, um den Anstieg und Rückgang von Forschungsthemen über den Zeitraum von 24 Jahren zu verfolgen.

Thematische Evolutionsverfolgung: Kombinierte Ko-Zitationscluster und Burst-Begriffe, um eine historiografische Karte (Map > Historiographic) zu erstellen, wobei Kanten direkte Zitate zwischen wegweisenden Studien repräsentieren. Diese Karte illustriert die chronologische Entwicklung der Kernforschungsthemen.

Microsoft Excel (2016)

Microsoft Excel (Tabellenkalkulation) diente als ergänzendes Werkzeug für Datenbereinigung, beschreibende Statistiken und Tabellierungen und gewährleistete so Datenintegrität und Zugänglichkeit für die Cross-Tool-Validierung²⁰. Der Arbeitsablauf ist wie folgt:

Datenbereinigung: Der von WOSCC exportierte "Plain Text"-Datensatz wurde in eine Tabelle mit Data > From Text/CSV importiert, wobei die Trennzeichen auf tabulatur-getrennte Werte (TSV) gesetzt waren. Duplikateinträge wurden mit Data > Remove Duplicates entfernt (Schlüsselspalten: DOI, Titel, Autoren). Irrelevante Studien (z. B. nicht-englische, Übersichtsarbeiten, Konferenzberichte) wurden über Data > Filter ausgeschlossen (Filterkriterien: Sprache = Englisch, Dokumententyp = Artikel).

Beschreibende Statistik:

Die Studie berechnete grundlegende Kennzahlen für quantitative Indikatoren: z. B. Gesamtzahl der Publikationen pro Land (unter Verwendung von COUNTIF (Bereich, Kriterien)), prozentuale Beiträge ((Länderpublikationen / Gesamtpublikationen) × 100 %) und durchschnittliche jährliche Zitationen (Gesamtzitationen / Veröffentlichungsjahre). Die Journal Impact Factors (IFs) wurden zusammengefasst, indem Zeitschriftennamen mit JCR-Daten von 2023 mit VLOOKUP() verknüpft wurden, um Zeitschriften abzugleichen und deren IFs zu extrahieren.

Tabellierung und Validierung:

Strukturierte Tabellen wurden für Schlüsselergebnisse erstellt (z. B. Top 15 Länder/Institutionen/Autoren/Zeitschriften) mit Spalten wie "Name der Entität", "Publikationen", "Prozent", "Gesamtzitationen" und "Durchschnittliche Zitationen". Daten mit Bibliometrix-Ausgaben (z. B. Autoren-H-Index, jährliche Publikationszahlen) wurden kreuzvalidiert, um Konsistenz zu gewährleisten und Abweichungen durch manuelle Überprüfungen der Originalaufzeichnungen zu beheben.

Ergebnisse

Publikationsproduktion und Wachstumstrends

Die erste Suche fand 1610 Publikationen zu Anwendungen von Hydrogel bei der Heilung diabetischer Fußulkus (DFU) aus der Web of Science Core Collection. Nachdem Nicht-Artikelpublikationen (z. B. Übersichtsarbeiten, Konferenzberichte, Leitartikel) und nicht-englische Studien ausgeschlossen wurden, wurden 403 Originalartikel, die zwischen 2001 und 2024 veröffentlicht wurden, für bibliometrische Visualisierung und Analyse beibehalten. Dieser verfeinerte Datensatz gewährleistet eine gezielte Untersuchung peer-reviewter Fortschritte in der Hydrogel-Technologie für das DFU-Management.

Die jährliche wissenschaftliche Produktionskurve (Abbildung 2A) zeigt in den letzten 24 Jahren ein exponentielles Wachstum von Veröffentlichungen zu Hydrogelanwendungen zur Heilung diabetischer Fußulkus (DFU), mit einer jährlichen Wachstumsrate von 28,6 % (berechnet von 2001–2024). Vor 2001 existierten in diesem Bereich keine Studien. Von 2001 bis 2010 gab es nur begrenzte wissenschaftliche Leistungen auf diesem Feld, mit durchschnittlich etwa drei Veröffentlichungen pro Jahr. Ab 2010 erfolgte eine allmähliche Verschiebung, wobei die jährlichen Publikationen auf 3 im Jahr 2010 und 4 im Jahr 2011 anstiegen, gefolgt von schwankendem Wachstum (z. B. 6 Publikationen im Jahr 2012, 2 im Jahr 2013 und 6 im Jahr 2014). Das Fachgebiet trat nach 2015 in eine nachhaltige Expansionsphase ein, erreichte 2016 9 Publikationen und 2019 21. Eine dramatische Beschleunigung begann 2020, mit einem Anstieg der jährlichen Ausgaben auf 34 Publikationen, gefolgt von 38 (2021), 66 (2022), 86 (2023) und 93 im Jahr 2024. Diese Entwicklung deutet auf einen schnell wachsenden Forschungsfokus hin, angetrieben von Fortschritten im Design intelligenter Hydrogel und translationalen klinischen Studien. Die Zitationsanalyse zeigte, dass 2019 den Höhepunkt des akademischen Einflusses markierte, wobei Publikationen aus jenem Jahr die höchsten durchschnittlichen Zitationen erreichten (14,3 Zitationen pro Jahr) (Abbildung 2B, ergänzende Tabelle 1).

Globale Beiträge von Ländern und Institutionen

In den letzten 24 Jahren hat die Forschung zur Hydrogel-Technologie für die Heilung diabetischer Fußulkus (DFU) in 48 Ländern einbezogen. Die 15 produktivsten Länder umfassen Europa (n = 5), Asien (n = 4), Nordamerika (n = 2), Südamerika (n = 1), Afrika (n = 1) und den Nahen Osten (n = 2) (Ergänzende Tabelle 2). China dominiert das Feld mit einer Veröffentlichungshäufigkeit von 1.089 Exemplaren (64,3 % der Gesamtproduktion), gefolgt von den Vereinigten Staaten (184, 10,9 %) und Indien (143, 8,4 %). Zusammen machen diese drei Nationen über 83 % der weltweiten Forschungsproduktion in diesem Bereich aus (Abbildung 3A). Die Vereinigten Staaten waren Pioniere der Hydrogel-Forschung für DFUs und veröffentlichten 2001 die erste Studie. China trat 2012 in das Feld ein und beschleunigte seine Produktion rasant, überholte 2019 die Vereinigten Staaten und behielt in den letzten fünf Jahren die globale Führungsrolle (Abbildung 3B). Abbildung 3C zeigt erhebliche Ko-Autoren-Verbindungen zwischen verschiedenen Ländern, wobei dickere braune Linien mehr gemeinsam verfasste Publikationen und engere Zusammenarbeit anzeigen. Das MCP bezeichnet den Anteil der Dokumente pro Land mit mindestens einem Mitautor aus einem anderen Land. In Abbildung 3C haben die drei wichtigsten Länder, China, Indien und die Vereinigten Staaten, Co-Autorenraten von 18,4, 11,4 bzw. 17,2 %. Obwohl China im Vergleich zu westlichen Forschungssystemen ein "moderates" Maß an internationaler Zusammenarbeit zeigt, spiegelt dieses Muster wahrscheinlich ein autarkes und national vernetztes Forschungssystem wider, das von einer großen Anzahl lokaler Institutionen und Förderstellen angetrieben wird. Im Gegensatz dazu weisen die Vereinigten Staaten und europäische Länder trotz geringerer Gesamtproduktion eine höhere transnationale Vernetzung auf, die oft als Brücken dienen, die ansonsten regional konzentrierte asiatische Netzwerke verbinden. Diese strukturelle Asymmetrie legt nahe, dass die globale DFU-Hydrogel-Forschung durch eine Kern-Peripherie-Konfiguration gekennzeichnet ist – mit China als Produktivitätskern, während die USA und einige europäische Kollaborateure als zentrale Zentren fungieren, die den globalen Wissensaustausch fördern. Die Stärkung der kontinentalübergreifenden Zusammenarbeit könnte daher die methodologische Standardisierung und den translationalen Fortschritt in diesem Bereich beschleunigen. Die Zitationsanalyse hebt Chinas überproportionalen akademischen Einfluss hervor, mit insgesamt 8.377 Zitationen – fast sechsmal mehr als Indien (1.402) und die Vereinigten Staaten (1.372) (Abbildung 3D). Diese Diskrepanz unterstreicht Chinas zentrale Rolle bei der Förderung von wirkungsvollen Hydrogel-Innovationen für DFUs.

Insgesamt trugen 691 Institutionen zu dieser Forschung bei, wobei 12 Institutionen jeweils über 20 Artikel veröffentlichten (ergänzende Tabelle 2). Universitäten dominieren das Fachgebiet und belegen alle Top-10-Positionen in institutionellen Rankings (Abbildung 3E). Chinesische Institutionen führen deutlich: Die Wenzhou Medical University belegt mit 54 Publikationen den ersten Platz, gefolgt von der Huazhong University Of Science And Technology (52 Publikationen) und der Shanghai Jiao Tong University (45 Publikationen). Die einzigen nicht-asiatischen Institutionen unter den Top 10 sind die Northwestern University der Vereinigten Staaten (27 Publikationen, Platz 9) und die Tehran University of Medical Sciences im Iran (39 Publikationen, Platz 6). Zusätzlich führten wir eine Netzwerkanalyse durch, um die kollaborativen Beziehungen zwischen den Institutionen zu untersuchen. Knoten unterschiedlicher Farben stehen für Institutionen, wobei dickere Verbindungslinien auf eine größere Zusammenarbeit hinweisen (Abbildung 3F). Quantitativ zeigte das institutionelle Kollaborationsnetzwerk eine moderate Dichte (0,127), was darauf hindeutet, dass eine Zusammenarbeit über Universitäten hinweg vorhanden ist, aber dennoch etwas fragmentiert bleibt. Der Grad der Zentralisierung (0,356) legt nahe, dass einige dominante Knoten eine zentrale koordinierende Rolle spielen. Unter ihnen zeigte die Universität Chongqing die höchste Zentralität zwischen Zwischenheit (179,0) und Nähe (0,014), was auf eine entscheidende Brückenposition hindeutet, die ansonsten schwach verbundene institutionelle Cluster verbindet. Die Huazhong University of Science and Technology und die Harvard Medical School zeigten ebenfalls hohe PageRank-Werte (0,058 bzw. 0,054), was eine starke globale Sichtbarkeit sowie häufige Zitations- oder Mitautorenverbindungen widerspiegelt.

Zusammen zeigen diese Kennzahlen ein Hub-and-Spoke-Kollaborationsmuster, bei dem mehrere chinesische Universitäten dichte intranationale Cluster bilden (z. B. Wenzhou Medical University, Sichuan University, Nanjing Medical University), während einige internationale Institutionen wie die Harvard Medical School als Brücken dienen, die den grenzüberschreitenden wissenschaftlichen Austausch erleichtern. Die Stärkung dieser Verbindungen zwischen Clustern könnte ein stärker integriertes globales Forschungsnetzwerk in der hydrogelbasierten DFU-Behandlung fördern.

Zeitschriften und Autorenproduktivität

Insgesamt haben 190 Fachzeitschriften Forschung zu Anwendungen von Hydrogel bei der Heilung von diabetischen Fußulkus (DFU) veröffentlicht. Davon trugen 4 Zeitschriften zehn oder mehr Artikel bei (Abbildung 4A). Das International Journal of Biological Macromolecules führte mit 17 Publikationen an, gefolgt von Advanced Healthcare Materials (14 Publikationen) und Pharmaceutics (11 Publikationen). Von den 18 produktivsten Fachzeitschriften (ergänzende Tabelle 3) werden 13 als JCR Q1 klassifiziert, wobei drei Zeitschriften Impact Factors (IF) ≥10 erreichen: Advanced Healthcare Materials (Q1, IF 10.0), Advanced Functional Materials (Q1, IF 18.5) und Chemical Engineering Journal (Q1, IF 13.3). Unter Verwendung von Bradfords Gesetz wurden 17 Kernzeitschriften als primäre Verbreitungsplattformen für dieses Fachgebiet identifiziert, wobei das International Journal of Biological Macromolecules und Advanced Healthcare Materials als die beiden einflussreichsten bewertet werden (Abbildung 4B). Zeitliche Trends in der Produktivität und dem Einfluss der Autoren wurden für die zehn produktivsten Autoren analysiert (Abbildung 4C). Die Knotengröße entspricht dem jährlichen Publikationsvolumen, und die Farbintensität spiegelt die jährlichen Zitationszahlen wider. Li Y und Liu Y traten als führende Mitwirkende hervor, mit anhaltender Produktion von 2018 bis 2024. Liu Ys Arbeit, insbesondere zu antimikrobiellen Hydrogelen, erzielte außergewöhnliche Zitationswirkung (Abbildung 4D). Unter den Top 15 Autoren nach Publikationszahl (Abbildung 4E) zeigten Wang X (19 Artikel, H-Index 12), Liu Y (16, H-Index 10) und Zhao Y (15, H-Index 9) die höchste wissenschaftliche Anerkennung, was ihre entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung des Fachgebiets unterstreicht (Ergänzende Tabelle 4).

Hochzitierte Artikel und Co-Citation-Analyse

Globale Zitationen (GCs) messen die Zitationshäufigkeit über die gesamte Literaturdatenbank hinweg. In den letzten 24 Jahren hat die Forschung zur Hydrogel-Technologie für die Heilung diabetischer Fußulkus (DFU) 15.279 GCs gesammelt. Laut GC-Rankings erhielten 11 Artikel jeweils über 200 Zitationen (ergänzende Tabelle 5). Bemerkenswert ist, dass Wang et al.s Studie von 2019 in Theranostics mit dem Titel "Bioactive Self-Healing Antibacterial Exosome Hydrogels for Chronic Diabetic Wound Healing and Complete Skin Regeneration" mit 625 GCs die Liste anführte und damit ihre entscheidende Rolle bei der Förderung des bioaktiven Hydrogel-Designs für DFU-Therapie widerspiegelt (Abbildung 5A)²¹. Lokale Zitationen (LCs), berechnet durch die Bibliometrie über den gesamten in unserer Studie verwendeten Referenzen, messen die Zitationsnummer, die ein Dokument aus der in der analysierten Menge enthaltenen Literatur erhält. In unserer Literatursammlung wurden 98 Artikel in diesem Bereich zitiert, insgesamt 337 LCs, darunter vier Artikel mit mehr als 10 LCs (Ergänzende Tabelle 6). Die einflussreichste Studie von Guan et al. (2019) zeigte, dass "Anhaltende Sauerstoffversorgung die Heilung diabetischer Wunden beschleunigt, indem sie Epithelialisierung, Angiogenese und Entzündungsreduktion fördert", und erzielte damit die höchste LC-Zahl (28 LCs), was ihre grundlegende Wirkung auf hypoxie-gezielte Hydrogel-Strategien unterstreicht (Abbildung 5B)²².

Ko-Zitationsanalyse dient als Werkzeug, um Veränderungen in Paradigmen und Denkschulen in Längsschnittstudien aufzudecken. Wir führten eine Co-Citation-Analyse der Referenzen durch, um die Zusammenhänge zwischen der Literatur zu untersuchen. Die Co-Zitationsanalyse unter Verwendung des Walktrap-Clustering-Algorithmus kartierte intellektuelle Verbindungen unter 50 Referenzen (minimale Co-Citation-Kanten = 2) (Abbildung 5C). Die 2005 erschienene Übersichtsarbeit "Wound Healing and Its Impairment in the Diabetic Foot" von Falanga V, veröffentlicht im Lancet, erreichte die höchste Zentralität der Zwischenheit (204) und unterstrich damit ihre entscheidende Rolle als konzeptionelle Brücke, die multidisziplinäre Forschung zur DFU-Pathophysiologie mit hydrogelbasierten Interventionen verbindet². Diese bahnbrechende Arbeit bleibt ein Grundpfeiler für das Verständnis diabetischer Wundheilungsbarrieren und therapeutischer Innovation.

Thematische Evolution und Forschungsgrenzen

Geleitet vom exponentiellen Wachstum der Hydrogel-Forschung für diabetische Fußulzera (DFUs) nach 2020 haben wir die Zeitleiste in zwei unterschiedliche Perioden unterteilt, 2001–2021 und 2022–2024, um die thematische Entwicklung dieses Fachgebiets zu analysieren (Abbildung 6A). Von 2001 bis 2021 konzentrierten sich die Studien überwiegend auf grundlegende Aspekte der Hydrogel-Technologie, einschließlich Materialdesign (z. B. Biokompatibilitätstests, Gerüstoptimierung) und klinischen Managementstrategien (z. B. Feuchtigkeitsspeicherung, Infektionsprävention). Schlüsselbegriffe wie "In-vitro-Validierung" und "Wundverbandwirksamkeit" dominierten die Literatur und spiegelten Bemühungen wider, Hydrogele als verlässliche Alternative zu traditionellen Wundversorgungsmethoden zu etablieren. Im Gegensatz dazu erlebte der Zeitraum 2022–2024 einen Paradigmenwechsel hin zu mechanistischer Erforschung und präziser Therapieentwicklung, wobei Forscher Themen wie "Fibroblast-Wachstumsfaktorlieferung", "Makrophagen-Polarisationsmodulation" und "neurovaskuläres Crosstalk" priorisierten. Dieser Wandel unterstreicht die Reifung des Fachgebiets von materialzentrierten Innovationen hin zu mechanismengetriebenen Anpassungen, mit dem Ziel, die biologische Komplexität chronischer diabetischer Wunden zu adressieren.

Der historische Forschungsverlauf wurde durch historiographische Analyse nachgezeichnet und vier miteinander verbundene thematische Cluster aufgedeckt (Abbildung 6B). Der rote Cluster konzentrierte sich auf die Entzündungsregulation, beginnend mit Lohmann et al. (2017), die zeigten, dass glykosaminoglykanbasierte Hydrogele entzündliche Chemokine in diabetischen Wunden speichern und so die gehinderte Heilung in Mausmodellen²³ lindern können. Diese Arbeit legte den Grundstein für Shen et al. (2020), die das Feld weiterentwickelten, indem sie sulfatierte Chitosan-Hydrogele entwickelten, um dysfunktionale Makrophagen umzuprogrammieren und so den Wundverschluss bei diabetischen Mäusen zu beschleunigen²⁴. Der blaue Cluster hob die klinische Translation hervor, veranschaulicht durch Moon et al. (2021), deren randomisierte kontrollierte Studie die Wirksamkeit von allogenen, fett-abgeleiteten Stammzell-Hydrogel-Kompositen bei DFU-Patienten validierte und präklinische Innovation mit der praxisnahen klinischen Praxis verband²⁵. Der grüne Cluster konzentrierte sich auf mechanistische Durchbrüche, verkörpert durch Xiong et al. (2022), die einen Neurogenese-Angiogenese-Crosstalk-Mechanismus entdeckten, der durch Hydrogelsysteme vermittelt wird und eine vollständige diabetische Wundregeneration^ermöglicht.

Keyword-Co-Occurrence Clustering zeichnete die Forschungslandschaft weiter ab (Abbildung 6C,D). Kernthemen mit hoher Zentralität und Dichte waren unter anderem "Hydrogel-Fuß-Angiogenese" (Untersuchung von Gefäßstrategien mittel-wachstumsfaktor-geladene Hydrogele) und "Managementverbände, diabetische Fußgeschwüre" (Optimierung klinischer Formulierungen zur Exsudatkontrolle). Unterdessen signalisierten aufkommende Nischen wie "Sicherheit menschlicher Hautmarkstromalzellen" (Untersuchung von Stammzell-Hydrogel-Interaktionen zur narbenlosen Heilung) und "Bindungsgelproteine" (Entwicklung adhäsiver Hydrogele für anatomisch herausfordernde Wunden) bahnbrechende Erkundungsgebiete. Bemerkenswert ist, dass das Zusammenspiel zwischen "doppelblinden Modellzytokinen" und "oxidativen Stresspräventionsinfektionen" das wachsende Interesse an rigorosen klinischen Studiendesigns und multifunktionalen Hydrogelsystemen unterstrich. Diese Trends veranschaulichen gemeinsam die Entwicklung des Fachgebiets von der Bewältigung generischer Wundmanagement-Herausforderungen hin zur Bekämpfung der multifaktoriellen Pathophysiologie von DFUs durch interdisziplinäre Innovation. Thematische Kontinuität zwischen Perioden – wie ein anhaltender Fokus auf die Makrophagemodulation – spiegelt sowohl die gegenseitige Abhängigkeit von grundlegender und translationaler Forschung als auch den ungedeckten Bedarf an Therapien wider, die biologische Komplexität mit klinischer Praktikabilität in Einklang bringen.

DATENVERFÜGBARKEIT:

Alle für die Analysen in dieser Studie verwendeten Rohdaten – insbesondere die bibliometrischen Datensätze, die aus der Web of Science Core Collection exportiert wurden – wurden als Supplementary File 7 (savedrecs.zip) hochgeladen.

Abbildung 1: Studienflussdiagramm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 2: Entwicklung der wissenschaftlichen Produktion in Hydrogel-Anwendungen zur Heilung diabetischer Fußgeschwüre (2001–2024). (A) Jährliche wissenschaftliche Produktion. Jährliche Wachstumsrate: 20,72 %. (B) Durchschnittliche Zitate pro Jahr. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 3: Analyse der Beiträge von Ländern und Zugehörigkeiten. (A) Landkarte der wissenschaftlichen Produktion und Zusammenarbeit. (B) Country-Produktion über die Zeit. (C) Länder der korrespondierenden Autoren. (D) Die zehn meistzitierten Länder und Zitationen. (E) Die Top 10 der relevantesten Zugehörigkeiten und Produktionen. (F) Kollaborationsnetzwerk von Partnerschaften. MCP: Veröffentlichung aus mehreren Ländern. SCP: Einzellande-Publikation. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 4: Analyse von Beiträgen von Fachzeitschriften und Autoren. (A) Die 15 relevantesten Quellen. (B) Analyse der Kernquellen nach Bradfords Gesetz. (C) Produktion der Autoren im Laufe der Zeit. (D) Lokale Quellenangaben des Autors. (E) Lokaler Einfluss des Autors anhand des H-Index. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 5: Analyse von Referenzzitaten und Co-Zitationen. (A) Die 15 weltweit meistzitierten Artikel. (B) Die 15 meistzitierten Artikel lokal zitiert. (C) Kozitationsnetzwerk nach intellektueller Struktur. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 6: Analyse des Forschungsschwerpunkts und der Grenzen. (A) Thematische Entwicklung. (B) Historiografische Karte (Jede Kante stellt eine direkte Zitation dar). (C) Thematische Karte. (D) Ko-Vorkommanden-Netzwerk. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Ergänzende Tabelle 1: Jährliche wissenschaftliche Produktion und durchschnittliche Zitationen.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 2: Die 15 wichtigsten Länder und Institutionen zur Forschung zu Hydrogelanwendungen für die Heilung diabetischer Fußulkus.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 3: Die 18 produktivsten Fachzeitschriften zur Forschung zu Hydrogelanwendungen bei der Heilung diabetischer Fußgeschwüre.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 4: Zusammenfassung der 15 produktivsten Autoren.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 5: Die 15 besten Publikationen nach globalen Zitationen.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Tabelle 6: Die 15 besten Publikationen nach lokalen Zitaten. Abkürzungen: LC, lokale Zitate; GC, globale Zitate.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Akte 7: savedrecs.zip.Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

Diese bibliometrische Analyse bietet eine umfassende Analyse der Forschungstrends bei den Anwendungen von Hydrogel zur Heilung diabetischer Fußulkus (DFU) von 2001 bis 2024. Die Hydrogel-Technologie entstand Anfang der 2000er Jahre als transformativer Ansatz in der Wundversorgung, getrieben von dem dringenden Bedarf, die anhaltenden klinischen Herausforderungen von DFUs – chronische Entzündungen, beeinträchtigte Angiogenese und mikrobielle Infektionen – anzugehen^27,28. Die erste grundlegende Studie im Jahr 2001 untersuchte den Einsatz von glykosaminoglykanbasierten Hydrogelen zur Modulation von Wundmikroumgebungen in diabetischen Nagetiermodellen und legte damit die Grundlage für spätere Innovationen. Zwischen 2001 und 2010 blieb die Forschungsproduktion spärlich und lag im Durchschnitt bei weniger als einer jährlichen Publikation, was die Anfänge der Hydrogel-Technologie im DFU-Management widerspiegelt. Ein Wendepunkt erfolgte 2012, als Lohmann et al. zeigten, dass Hydrogele entzündliche Chemokine in diabetischen Wunden binden und so defekte Heilung in Mausmodellen²³ retten können. Diese Entdeckung löste einen Wandel hin zur Entwicklung von Hydrogelen mit bioaktiven Funktionen aus, wie kontrollierter Arzneimittelabgabe und Immunmodulation.

Ab 2015 erlebte das Fachgebiet ein exponentielles Wachstum, mit jährlichen Publikationen, die von 6 im Jahr 2015 auf 93 im Jahr 2024 stark anstiegen. Dieser Anstieg steht im Einklang mit Fortschritten bei "intelligenten" Hydrogelen – Materialien, die auf pH-, Temperatur oder enzymatische Aktivität reagieren –, die dynamisch mit Wundmikroumgebungen interagieren⁶. So entwickelten beispielsweise Shen et al. (2020) sulfatierte Chitosan-Hydrogene, um dysfunktionale Makrophagen umzuprogrammieren und so den Wundverschluss bei diabetischen Mäusen zu beschleunigen²⁴. Ebenso entwickelten Xiong et al. (2022) Neurogenese-Angiogenese-Crosstalk-Systeme mit Hydrogel-Gerüsten und erreichten so die vollständige diabetische Wundregeneration²⁶. Die Dominanz chinesischer Institutionen (z. B. Wenzhou Medical University, Fudan University) im Publikationsvolumen (64,3 % der weltweiten Produktion) unterstreicht Chinas strategische Investitionen in die biomedizinische Materialwissenschaft, insbesondere zur Bewältigung der zunehmenden Belastung durch diabetische Komplikationen. Dieser überwältigende Beitrag Chinas erfordert jedoch weitere Analysen, um festzustellen, ob er Forschungsmenge oder Qualität widerspiegelt. Obwohl China im Publikationsvolumen vorne ist, kann diese hohe Produktion von mehreren Faktoren beeinflusst werden, darunter groß angelegte Finanzierung, eine wachsende Zahl von Forschungseinrichtungen und der Fokus auf die Steigerung der Publikationsmetriken. Obwohl die Anzahl der Publikationen beeindruckend ist, können Zitationsverzerrungen bestehen, bei denen Studien führender chinesischer Institutionen unverhältnismäßig häufig zitiert werden, was die wahrgenommene Wirkung ihrer Forschung im globalen Umfeld möglicherweise aufbläht. Darüber hinaus können regionale Publikationspraktiken und begrenzte internationale Zusammenarbeit zu diesem verzerrten Zitationsmuster beitragen, da chinesische Forscher häufig in lokalen Fachzeitschriften veröffentlichen oder Forschung mit weniger grenzüberschreitenden Kooperationen durchführen.

Jüngste Trends zeigen einen Paradigmenwechsel von passiven Hydrogelverbänden hin zu multifunktionalen Systemen, die Diagnostik und Therapeutika integrieren. Wichtige aufkommende Themen sind die Modulation der Makrophagen-Polarisation, das Angiogenese-Neurogenese-Crosstalk sowie antimikrobielle Hydrogele. Zum Beispiel entwarfen Zhang et al. (2023) hypoxie-responsive Hydrogele, die IL-4 freisetzen, um Makrophagen in Richtung eines heilenden M2-Phänotyps zu polarisieren und so die Wundgröße bei diabetischen^Ratten signifikant zu reduzieren. Ebenso fördern Hydrogele, funktionalisiert mit Nervenwachstumsfaktor (NGF) und vaskulärem endothelialem Wachstumsfaktor (VEGF), synergetisch die Nervenregeneration und Gefäßbildung. Wang et al. (2021) berichteten über ein doppelt geladenes Hydrogel, das den diabetischen Wundverschluss um 40 % verbesserte im Vergleich zu Einfaktorsystemen³⁰. Zusätzlich haben silbernanopartikel-eingebettete Hydrogele und antibiotika-elutierende Systeme (z. B. vancomycinhaltige Chitosan-Hydrogele) eine starke Antibiofilmaktivität bei gleichzeitiger Biokompatibilität gezeigt. Neue Innovationen in Hydrogelsystemen umfassen KI-optimiertes Hydrogel-Design für optimierte Arzneimittelfreisetzung und biologische Abbaubarkeit³¹, extrazelluläre vesikelgeladene Hydrogele zur Verbesserung der Geweberegeneration³² sowie Nanokomposit-Hydrogele mit Nanozymen zur Bewältigung oxidativen Stresses bei diabetischen Wunden³³. Darüber hinaus werden grüne Synthesemethoden erforscht, um Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit zu verbessern.

Trotz des präklinischen Erfolgs steht die klinische Einführung von Hydrogel-Therapien vor erheblichen Hürden. Variabilität in der mechanischen Festigkeit des Hydrogels, den Abbauraten und der Wirkstofffreisetzungskinetik erschwert die regulatorische Zulassung. So erzielten Moon et al. (2021) zwar vielversprechende Ergebnisse mit Stammzell-Hydrogel-Kompositen in einem RCT, aber Skalierbarkeit und Batch-zu-Batch-Konsistenz bleiben ungelöst²⁵. Hohe Produktionskosten von "intelligenten" Hydrogelen (z. B. solche, die rekombinante Wachstumsfaktoren benötigen) schränken die Zugänglichkeit in ressourcenarmen Umgebungen ein. Grüne Syntheseansätze mit pflanzlichen Polymeren (z. B. Alginat aus Braunalgen) können nachhaltige Alternativen bieten. Obwohl Hydrogele im Allgemeinen biokompatibel sind, wirft chronische Exposition gegenüber Abbauprodukten (z. B. Acrylsäuremonomeren) Bedenken hinsichtlich systemischer Toxizität auf. Eine strenge Überwachung nach dem Markteinführung wird für die Formulierungen der nächsten Generation entscheidend sein.

Über diese praktischen Herausforderungen hinaus zeigen die bibliometrischen Ergebnisse auch mehrere wenig erforschte Bereiche, die bedeutende Wissenslücken in der aktuellen Forschungslandschaft darstellen. Analysen zu Schlüsselwort-Co-Occurrence und Zitationsburst zeigten eine begrenzte Präsenz von Begriffen wie "klinische Studie", "Patientenergebnis" und "standardisierte Bewertung", was darauf hindeutet, dass klinische Übersetzung und einheitliche Bewertungskriterien weiterhin unzureichend entwickelt sind. Ebenso scheint die Integration von Hydrogelen mit digitalen Gesundheitswerkzeugen, einschließlich Biosensoren und tragbaren Überwachungssystemen³⁴, sporadisch zu sein, was die Notwendigkeit datenbasierter und personalisierter Wundmanagementstrategien unterstreicht. Langzeitmechanistische und Multi-Omics-Studien, die Immunmodulation und Mikrobiomdynamik untersuchen, sind ebenfalls rar, was Möglichkeiten nahelegt, Hydrogel-Wirt-Interaktionen durch systemebene Ansätze zu klären. Darüber hinaus sind trotz mehrerer Studien nachhaltige oder grüne Synthesestrategien ^3,4,28 ihre Häufigkeit innerhalb des bibliometrischen Netzwerks relativ niedrig, was auf die Notwendigkeit hinweist, Skalierbarkeit, Kosteneffizienz und ökologische Nachhaltigkeit im Hydrogel-Design zu verbessern. Die Schließung dieser Lücken durch interdisziplinäre Zusammenarbeit könnte die sichere, gerechte und klinisch sinnvolle Umsetzung von Hydrogel-Technologien zur Behandlung diabetischer Fußgeschwüre beschleunigen.

Um die Lücke zwischen Laborinnovation und klinischer Nützlichkeit zu überbrücken, sollte zukünftige Forschung personalisierte Hydrogelsysteme, Integration mit digitalen Gesundheitstechnologien und globale Kollaborationsnetzwerke priorisieren. Die Nutzung patientenspezifischer Biomarker (z. B. MMP-9-Werte, mikrobielle Profile) zur Anpassung der Hydrogel-Zusammensetzung und der Wirkstofffreisetzungsprofile könnte die therapeutische Wirksamkeit^{steigern 7,34,35}. Die Kombination von Hydrogelen mit tragbaren Sensoren zur Echtzeitüberwachung von Wund-pH, Temperatur und Infektionsstatus stellt eine vielversprechende Grenze dar. Die Ausweitung der Partnerschaften zwischen Wissenschaft, Industrie und politischen Entscheidungsträgern in Regionen, die überproportional von Diabetes betroffen sind, wie Südasien und Subsahara-Afrika, wird unerlässlich sein, um einen gerechten Zugang zu diesen Innovationen zu gewährleisten.

Es ist jedoch wichtig, mehrere Einschränkungen in unserer Analyse anzuerkennen. Eine wesentliche Einschränkung ist die Datenbankabhängigkeit – die Analyse stützt sich ausschließlich auf Publikationen, die in der Web of Science Core Collection (WOSCC) indexiert sind, womit relevante Studien in nicht-englischsprachigen Zeitschriften oder anderen Datenbanken wie Scopus oder Google Scholar möglicherweise ausgeschlossen werden. Dies kann dazu führen, dass wichtige Beiträge, insbesondere aus nicht-englischsprachigen Regionen, ausgelassen werden. Darüber hinaus ist Zitationsbias ein grundlegendes Problem in bibliometrischen Analysen, bei denen die Zitationszahlen von Faktoren wie dem Ansehen der Zeitschrift, Selbstzitationspraktiken und geografischen Verzerrungen beeinflusst werden können. Diese Verzerrungen könnten die Darstellung der Forschungswirkung verzerren und möglicherweise Studien führender Forschungszentren oder etablierter Institutionen überbetonen. Daher liefert bibliometrische Analyse zwar wertvolle Einblicke in Publikationstrends, doch ist es entscheidend, diese Ergebnisse mit qualitativen Bewertungen und umfassenderen Literaturübersichten zu ergänzen, um diese Verzerrungen zu adressieren.

Diese Studie schlägt ein reproduzierbares bibliometrisches Protokoll vor, das systematisch die globale Entwicklung von Hydrogel-Technologien für DFU-Heilung kartiert und eine quantitative Grundlage zur Identifizierung neuer Forschungsrichtungen liefert³⁶. Die Ergebnisse tragen zur Weiterentwicklung dieses wissenschaftlichen Fachgebiets bei, indem sie Daten aus mehreren Disziplinen integrieren und aufzeigen, wie materielle Innovationen mit biologischen Mechanismen wie Angiogenese, Neurogenese und Immunmodulation übereinstimmen ^6,24,26. Im Vergleich zu narrativen Übersichtsarbeiten oder qualitativen Zusammenfassungen bietet dieser quantitative Ansatz einen transparenten und objektiven Rahmen zum Verständnis des wissenschaftlichen Fortschritts, der dazu beitragen kann, Forschungsprioritäten und Politikentwicklung in der Biomaterial- und Wundheilforschung zu optimieren.

Dennoch sollten einige Einschränkungen anerkannt werden. Die Analyse stützt sich ausschließlich auf bibliometrische Indikatoren aus einer einzigen Datenbank (WOSCC), die relevante Studien ausschließen kann, die in nicht-englischsprachigen oder regionalen Fachzeitschriften veröffentlicht wurden. Zitationsbasierte Kennzahlen können auch zeitliche und regionale Verzerrungen einführen, die möglicherweise neu aufkommende, aber wirkungsvolle Forschung unterrepräsentieren. Darüber hinaus kann die bibliometrische Analyse die experimentelle Wirksamkeit oder klinische Ergebnisse nicht direkt bewerten, was die Notwendigkeit unterstreicht, diese Ergebnisse mit klinischen Daten und translationalen Studien zu ergänzen.

Alternative Ansätze wie systematische Übersichtsarbeiten, Metaanalysen oder Text-Mining-basierte Analysen könnten tiefere Einblicke in spezifische Hydrogelmechanismen oder klinische Effekte liefern, ohne den Wert dieses bibliometrischen Rahmens zu ersetzen. Die Bedeutung des vorliegenden Protokolls liegt in seiner Anwendbarkeit auf andere regenerative Biomaterialfelder und bietet ein standardisiertes und reproduzierbares analytisches Modell, das interdisziplinäre Zusammenarbeit unterstützt. Zukünftige Studien sollten darauf abzielen, bibliometrische Analysen mit klinischen und translationalen Datensätzen zu integrieren, um umfassendere Bewertungen der Forschungswirkung zu ermöglichen und datengetriebene Innovationen in der Hydrogeltherapie für chronische Wunden zu ermöglichen.

In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Hydrogel-Technologie von einfachen, feuchtigkeitsspeichernden Verbänden zu hochentwickelten Plattformen entwickelt, die in der Lage sind, Immunantworten zu modulieren, Therapeutika zu liefern und die Geweberegeneration zu fördern. Während Herausforderungen bei Standardisierung und Skalierbarkeit bestehen, birgt die Konvergenz von Biomaterialwissenschaft, Bioengineering und klinischer Forschung enormes Potenzial, die DFU-Versorgung zu revolutionieren. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Analyse sollte sich zukünftige Arbeit darauf konzentrieren, die globale Zusammenarbeit zu stärken, die Zugänglichkeit in ressourcenarmen Umgebungen zu verbessern und nachhaltige und patientenzentrierte Hydrogel-Lösungen zu entwickeln.

Diese bibliometrische Studie kartierte die Entwicklung der Hydrogel-Technologien für die DFU-Heilung von 2001 bis 2024 und zeigte ein exponentielles Wachstum, das von China, den Vereinigten Staaten und Indien dominiert wurde. Der Forschungsschwerpunkt hat sich von der grundlegenden Biokompatibilität und Feuchtigkeitsretention hin zu antimikrobiellen Hydrogelen, Immunmodulation, Angiogenese–Neurogenese-Kreuzgespräch und intelligenten multifunktionalen Systemen verlagert. Trotz dieser Fortschritte bestehen weiterhin begrenzte internationale Zusammenarbeit, inkonsistente Bewertungsstandards und translationale Hürden. Basierend auf den Analysen zum Zusammenkommen von Schlüsselwörtern und Zitationsstößen sollte die zukünftige Forschung über allgemeine Innovationsaufrufe hinausgehen und spezifische, datengetriebene Richtungen verfolgen. Insbesondere stellt die Integration von "Smart Hydrogels" mit biomarker-responsiven Sensorplattformen und digitalen Überwachungstechnologien einen vielversprechenden nächsten Schritt dar. Multi-omics-gesteuerte Strategien können Hydrogel-Formulierungen weiter verfeinern und präzise, patientenspezifische Therapiedesigns ermöglichen. Künftige Bemühungen sollten interdisziplinäre Zusammenarbeit, rigorose klinische Validierung und Integration mit digitalen Gesundheits- und Biosensing-Technologien priorisieren, um nachhaltige, kosteneffiziente und zugängliche Hydrogeltherapien sicherzustellen, die das DFU-Management weltweit transformieren können.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Bibliometrix (R-Paket)	CRAN (R-Umgebung)	Version 4.1	Verwendet für bibliometrische Analysen von Publikationen, Institutionen, Ländern und Themen.
CiteSpace	CiteSpace	Version 5.7.R5	Verwendet für Co-Citation-Analyse, Burst-Erkennung und Keyword-Trends.
Excel	Microsoft	2016	Verwendet für Datenbereinigung, Organisation und Tabellierung.
VOSviewer	VOSviewer	Version 1.6.17	Verwendet für Zitations-, Ko-Zitations- und Kollaborationsnetzwerk-Visualisierung.
Web of Science Kernsammlung (WOSCC)	Clarivate	N/A	Datenbank zur Literaturabfrage verwendet (2001; 2024).