Aqui, apresentamos um protocolo para realizar uma análise bibliométrica abrangente das tecnologias de hidrogel para a cicatrização de úlceras no pé diabético de 2001 a 2024, utilizando dados da Web of Science e ferramentas de visualização para identificar tendências globais, colaborações e fronteiras de pesquisa.
Artigo de investigação
Insights Bibliométricos sobre a Tecnologia de Hidrogel para Cicatrização de Úlceras no Pé Diabético (2001-2024)
Neste artigo
Resumo
Resumo
Este estudo estabelece um protocolo baseado em bibliometria e visualização para avaliar sistematicamente o cenário de pesquisa, a evolução temática e as redes de colaboração das tecnologias de hidrogel para a cicatrização de úlceras do pé diabético (DFU) de 2001 a 2024. As publicações foram recuperadas da Web of Science Core Collection, e análises foram realizadas usando Bibliometrix, VOSviewer e CiteSpace para examinar tendências de publicação, desempenho de citações e fronteiras de pesquisa. Um total de 403 publicações de 48 países foi incluída, com China, Estados Unidos e Índia como principais contribuintes. Os resultados mostram um aumento exponencial na produção de pesquisas nas últimas duas décadas, refletindo o crescente interesse interdisciplinar em sistemas avançados de hidrogel. Os hotspots de pesquisa evoluíram de estudos iniciais sobre biocompatibilidade de hidrogéis e retenção de umidade para inovações como polarização de macrófagos, diafonia angiogênese–neurogênese, hidrogéis antimicrobianos e inteligentes, e estratégias de síntese verde. Ao contrário de revisões narrativas anteriores, este estudo introduz uma estrutura bibliométrica baseada em quantidade e visualização que mapeia objetivamente a evolução científica global e revela padrões de colaboração e fronteiras emergentes de pesquisa. O protocolo desenvolvido fornece um modelo reprodutível para mapear o conhecimento científico e orientar futuras aplicações translacionais e clínicas na gestão de DFUs.
Introdução
Úlceras no pé diabético (DFUs), que afetam de 15 a 25% dos pacientes com diabetes, são feridas crônicas causadas por neuropatia, isquemia einfecção 1,2. Sua cura recalcitrante leva a altos riscos de amputação, mortalidade e encargos socioeconômicos, ressaltando a necessidade urgente de terapiasinovadoras 3. Hidrogéis, redes poliméricas hidrofílicas tridimensionais, ganharam destaque na gestão de DFUs devido às suas vantagens únicas na cicatrizaçãode feridas 2,3. Seu alto teor de água imita ambientes fisiológicos, enquanto sua porosidade ajustável facilita a troca de gases, a absorção de exsudato e a entrega controlada de terapêuticos (por exemplo, antimicrobianos, fatores de crescimento). Além disso, sua biocompatibilidade e capacidade de se adaptar a feridas irregulares as torna superiores aos curativos tradicionais.
Nas últimas duas décadas, a tecnologia de hidrogel evoluiu de materiais passivos que retêm umidade para sistemas multifuncionais "inteligentes" 4. Pesquisas do início dos anos 2000 focaram em formulações básicas de hidrogel, enquanto avanços recentes integram propriedades responsivas a estímulos (sensíveis a pH/temperatura), componentes bioativos (células-tronco, nanopartículas) e projetos biomiméticos que replicam funções da matrizextracelular 5,6,7,8. Essas inovações abordam desafios específicos da DFU, como resistência bacteriana, estresse oxidativo e angiogênesecomprometida 9,10,11. Estudos recentes demonstraram ainda mais o potencial dos hidrogéis avançados para participar ativamente do processo de cicatrização de feridas. Por exemplo, hidrogéis dendríticos catiônicos com atividade antibacteriana inerente promovem a hemostasia, modulam a polarização dos macrófagos e aceleram a deposição de colágeno e a angiogênese em modelos de feridasdiabéticas 12. Da mesma forma, hidrogéis biopolímeros reforçados com nanopartículas de tinta de choco apresentam excelente adesão tecidual, captura reativa de espécies de oxigênio e funções antibacterianas fototérmicas, melhorando significativamente a re-epitelização e vascularização em úlcerasdiabéticas 13. Além disso, hidrogéis imunorreguladores oxigenadores aprimorados por hipertermia foram desenvolvidos para equilibrar o estresse oxidativo e melhorar a regulação imunológica, proporcionando um microambiente eficaz para a reparação de feridas diabéticas. Pesquisas recentes sobre formulações bioativas de hidrogel para regeneração óssea patológica destacam ainda mais sua capacidade de superar microambientes adversos e sustentar a entrega de agentes bioativos, destacando a versatilidade das plataformas de hidrogel na medicinaregenerativa 14.
Em conjunto, esses achados indicam que as tecnologias de hidrogel evoluíram de portadores passivos para sistemas bioativos e multifuncionais capazes de orquestrar vias complexas de cicatrização de feridas. No entanto, apesar desses avanços experimentais significativos, a literatura interdisciplinar permanece fragmentada, e poucos estudos avaliaram quantitativamente a trajetória geral da pesquisa ou os padrões globais de colaboraçãonesse campo 15.
A análise bibliométrica oferece uma abordagem sistemática e orientada por dados para mapear a evolução desse campo, identificando tendências, colaborações e fronteiras emergentes, que as revisões narrativas tradicionais não conseguem fornecer16. Embora revisões existentes resumam os mecanismos ou resultados clínicos dos hidrogéis, nenhuma analisa quantitativamente a trajetória da pesquisa, contribuições globais ou lacunas de conhecimento ao longo do período de 2001–2024. Em contraste com as revisões narrativas tradicionais, a análise bibliométrica oferece insights objetivos e quantitativos sobre o cenário global de pesquisa e padrões de colaboração, tornando-se uma ferramenta poderosa para identificar áreas emergentes de pesquisa e inovações de alto impacto. Este estudo estabelece um protocolo bibliométrico sistemático, quantitativo e reprodutível que visualiza a evolução global, os principais contribuintes e as fronteiras emergentes das tecnologias de hidrogel na cicatrização de DFU. Os resultados visam orientar pesquisas futuras rumo a inovações de alto impacto e acelerar a tradução de terapias baseadas em hidrogel na prática clínica de pacientes DFU.
Protocolo
Este estudo realizou uma análise bibliométrica sistemática para identificar e visualizar tendências de pesquisa em tecnologias de hidrogel para a cicatrização de úlceras do pé diabético (DFU) entre 2001 e 2024. O fluxo de trabalho geral incluiu quatro etapas principais: recuperação de literatura, triagem de dados, análise bibliométrica e visualização de redes científicas e evolução temática. As publicações foram analisadas usando Bibliometrix (pacote R, versão 4.1), VOSviewer (versão 1.6.17) e CiteSpace (versão 5.7.R5), com o Microsoft Excel (2016) sendo usado para organização e tabulação de dados.
Busca bibliográfica e coleta de dados
Uma busca sistemática na literatura foi realizada na Web of Science Core Collection (WOSCC) em 1º de março de 2024. A estratégia de busca utilizava a seguinte consulta específica por tópico:
((((((TS=(pé diabético)) OU TS=(Úlcera no pé diabético)) OU TS=(DFU)) OU TS=(Úlcera diabética)) OU TS=(ferida diabética)) OU TS=(ferida crônica diabética)) E ((((TS=(hidrogel)) OU TS=(à base de hidrogel)) OU TS=(andaime hidrogel)) OU TS=(hidrogel inteligente))). As publicações foram filtradas para incluir apenas artigos de pesquisa originais escritos em inglês entre 2001 e 2024. Após a coleta, registros duplicados eram removidos manualmente, e estudos não relacionados a feridas diabéticas ou aplicações de hidrogel foram excluídos para garantir a precisão e relevância dos dados. Artigos que não eram em inglês foram excluídos para manter a consistência no conjunto de dados. Um total de 403 artigos elegíveis foram mantidos para análise. O conjunto de dados limpo foi exportado tanto em formatos "Texto Simples" quanto "BibTeX" para garantir compatibilidade com múltiplas ferramentas bibliométricas. O processo detalhado de triagem é mostrado na Figura 1.
Análise bibliométrica e de visualização
Para garantir o rigor, a reprodutibilidade e a abrangência da análise bibliométrica, quatro ferramentas especializadas foram integradas para atender a objetivos analíticos distintos. Protocolos detalhados para cada ferramenta, incluindo configurações de parâmetros, fluxos de trabalho de processamento de dados e interpretação de resultados, são detalhados abaixo. Todas as operações seguiram parâmetros padronizados entre as plataformas, e todo o processo foi verificado de forma independente por dois pesquisadores para confirmar a estabilidade e a precisãoanalíticas 16.
Bibliometrix (Pacote R, Versão 4.1)
O Bibliometrix foi empregado para cálculo quantitativo de indicadores bibliométricos e mapeamento temático de evolução, aproveitando suas funções estatísticas robustas e integração com o ecossistema de processamento de dados17 do R. O fluxo de trabalho principal é o seguinte:
Preparação de dados: O conjunto de dados limpo (exportado do WOSCC nos formatos "Texto Simples" e "BibTeX") foi importado para o RStudio (Versão 2023.09.1) usando a função readFiles(), que suporta integração de dados multiformato. Registros duplicados eram ainda validados usando duplicated() para garantir consistência com triagem manual.
Cálculo do indicador quantitativo:
Produção anual: A função biblio Analysis() foi usada para gerar um objeto bibliométrico abrangente, do qual as contagens anuais de publicações foram extraídas usando Prod() anual. A taxa composta anual de crescimento (CAGR) foi calculada por meio da função cagr( ) com inicio.ano = 2001 e fim.ano = 2024.
Produtividade do autor: As contribuições dos autores foram quantificadas usando o autor Prod(), com parâmetros k = 15 para identificar os 15 autores mais prolíficos. O índice H para cada autor foi calculado usando a função hindex(), que segue a definição de Hirsch (número de artigos com ≥h citações).
Contribuições institucionais e nacionais: A produção institucional e nacional foi analisada usando Prod() de afiliação e Prod() nacional, respectivamente, com min.prod = 1 para incluir todas as entidades contribuintes. As contribuições percentuais foram derivadas normalizando os resultados individuais em relação ao conjunto total de dados (n = 403).
Desempenho em revistas: A produtividade e o impacto dos periódicos foram avaliados usando journalProd(), que extrai a contagem de publicações por periódico. Os dados do fator de impacto (IF) foram vinculados usando a função ImpactFactor(), integrando métricas JCR (Journal Citation Reports) de 2023.
Mapeamento temático e evolução:
A extração de palavras-chave foi realizada usando o termo Extração(), com campo = c("TI", "AB", "DE") (título, resumo, palavras-chave do autor) e min.freq = 5 para manter os termos aparecendo pelo menos 5 vezes. O mapeamento temático foi gerado usando thematicMap(), com método = "MCA" (Análise de Correspondência Múltipla) para agrupar palavras-chave em domínios temáticos (por exemplo, pesquisa fundamental vs. fronteiras emergentes). A evolução temática temporal foi analisada dividindo o conjunto de dados em dois períodos (2001–2021 e 2022–2024) usando o segmento dividido por Ano(), seguido de mapeamento temático comparativo para identificar mudanças de paradigma.
Análise de citações: O total de citações e a média anual de citações por publicação foram extraídos usando a Análise de Citações(), com o tempo. janela = 1 para calcular as taxas anuais de citação.
VOSviewer (Versão 1.6.17)
O VOSviewer foi usado para visualização em redes de colaborações (autores, instituições, países) e relações de co-citação, enfatizando padrões estruturais de troca de conhecimento18. O protocolo detalhado é o seguinte:
Importação e pré-processamento de dados: O conjunto de dados no formato BibTeX foi importado para o VOSviewer: File > Import > Dados bibliográficos > arquivos BibTeX . Os registros foram filtrados para manter apenas artigos de pesquisa originais (consistente com a etapa de limpeza do conjunto de dados), e nomes de autores, afiliações institucionais e nomes de países foram padronizados (por exemplo, "Univ" → "Universidade", "China" → "República Popular da China") para evitar nós duplicados.
Visualização de redes de colaboração:
Rede de colaboração entre países: Para a rede de colaboração entre países, as opções selecionadas foram as seguintes: Tipo de análise > Colaboração > Países com um número mínimo de documentos por país = 1 (incluindo todos os 48 países contribuintes). O algoritmo de clustering VOS foi aplicado com resolução = 0,5 para gerar clusters, e a rede foi visualizada usando um layout dirigido por Força , com tamanho de nó proporcional à contagem de publicações e espessura das bordas proporcional ao número de publicações coautoradas. A taxa de Publicação por Múltiplos Países (MCP) para cada país foi calculada como (número de documentos coautorados)/(total de documentos por país) × 100%.
Rede de colaboração institucional: Aqui, foi selecionado o tipo de Análise > Colaboração > Organizações com número mínimo de documentos por organização = 5 (para focar nos principais colaboradores). Os parâmetros de agrupamento e visualização foram consistentes com a rede de países, com a cor dos nós representando clusters institucionais e a espessura das bordas indicando a frequência de colaboração. Densidade e centralização da rede eram calculadas por meio das estatísticas de Rede > Redes.
Rede de co-citação de autores: Tipo de análise > Co-citação > Autores foram selecionados com número mínimo de co-citações = 5 para identificar autores influentes. O tamanho do nó corresponde ao total de co-citações, e a espessura das arestas denota frequência de co-citação.
Rede de co-citações de referências: Tipo de análise > Co-citação > Referências foram selecionadas com número mínimo de co-citações = 2 (consistente com o critério de inclusão do estudo para referências centrais). O algoritmo de agrupamento Walktrap foi aplicado para agrupar referências em clusters intelectuais, e a centralidade entre as integridades foi calculada para identificar estudos fundamentais que fazem a ponte entre diferentes domínios de pesquisa.
CiteSpace (Versão 5.7.R5)
O CiteSpace foi utilizado para análise de clusters de co-citações e detecção de explosões, com o objetivo de identificar fronteiras emergentes de pesquisa e mudanças deparadigma 19. O protocolo passo a passo está detalhado abaixo:
Conversão e importação de dados: O conjunto de dados "Texto Simples" do WOSCC foi convertido para o formato compatível com CiteSpace usando Data > Import > Web of Science. O período foi definido para 2001–2024 com fatias anuais (Faixa de Tempo = 1 ano), e os 50 termos mais frequentes por fatia foram mantidos (Top N = 50).
Análise de cluster de co-citação:
Para análise de cluster de co-citações, Referências > Tipo de Nó e Força de Ligação > Cosseno foram selecionados, com contagem mínima de co-citações = 2 para filtrar relações significativas de co-citação. O algoritmo de clusterização Walktrap foi aplicado (Algoritmo de Agrupamento = Walktrap) para gerar clusters intelectuais, com rótulos de cluster derivados das palavras-chave mais frequentes nos artigos citados. A centralidade de intermediação (Limiar de Centralidade = 0,1) foi usada para identificar "referências de ponte" que conectam clusters distintos, indicando pontos de integração interdisciplinares.
Detecção de rajadas:
Termos e referências de rajada foram identificados usando Detectar Rajadas com Limiar de Rajada = 2,0 (força de rajada) e Duração Mínima = 2 anos (período mínimo de rajada). Termos burst refletem hotspots emergentes de pesquisa, enquanto referências burst indicam estudos influentes que atraíram atenção de pesquisa de curto prazo. Tendências temporais dos termos de explosão foram visualizadas usando Visão de Linha do Tempo para acompanhar o surgimento e declínio dos temas de pesquisa ao longo do período de 24 anos.
Acompanhamento da evolução temática: Combinou agrupamentos de co-citações e termos em burst para construir um mapa historiográfico (Mapa > Historiográfico), com arestas representando citações diretas entre estudos marcantes. Este mapa ilustra o desenvolvimento cronológico dos temas centrais de pesquisa.
Microsoft Excel (2016)
O Microsoft Excel (planilha) serviu como uma ferramenta complementar para limpeza de dados, estatísticas descritivas e tabulação, garantindo integridade e acessibilidade dos dados para validação entre ferramentas20. O fluxo de trabalho é o seguinte:
Limpeza de dados: O conjunto de dados "Texto Simples" exportado do WOSCC foi importado para uma planilha usando Dados > De Texto/CSV, com delimitadores definidos para valores separados por tabulação (TSV). Registros duplicados foram removidos usando Dados > Remover Duplicados (colunas-chave: DOI, Título, Autores). Estudos irrelevantes (por exemplo, não em inglês, revisões, anais de conferências) foram excluídos via Filtro de > de Dados (critérios do filtro: Idioma = Inglês, Tipo de Documento = Artigo).
Estatísticas descritivas:
O estudo calculou métricas básicas para indicadores quantitativos: por exemplo, total de publicações por país (usando COUNTIF(intervalo, critérios)), contribuições percentuais ((Publicações por País / Total de Publicações) × 100%) e média anual de citações (Total de Citações / Anos de Publicação). Os fatores de impacto (IFs) dos periódicos foram resumidos vinculando nomes de periódicos aos dados do JCR de 2023 usando VLOOKUP() para comparar periódicos e extrair seus IFs.
Tabulação e validação:
Tabelas estruturadas foram construídas para os principais resultados (por exemplo, Top 15 Países/Instituições/Autores/Periódicos) com colunas incluindo "Nome da Entidade", "Publicações", "Percentual", "Total de Citações" e "Média de Citações". Os dados com resultados do Bibliometrix (por exemplo, índice H do autor, contagens anuais de publicações) foram validados cruzadamente para garantir consistência, resolvendo discrepâncias por meio de verificações manuais dos registros originais.
Resultados
Produção de publicações e tendências de crescimento
A busca inicial recuperou 1610 publicações relacionadas a aplicações de hidrogel na cura de úlceras do pé diabético (DFU) da Web of Science Core Collection. Após excluir publicações não relacionadas a artigos (por exemplo, resenhas, anais de conferências, editoriais) e estudos não em inglês, 403 artigos originais de pesquisa publicados entre 2001 e 2024 foram mantidos para visualização e análise bibliométrica. Este conjunto de dados refinado garante uma análise focada dos avanços revisados por pares em tecnologia de hidrogel para a gestão de DFUs.
A curva anual de produção científica (Figura 2A) demonstra um crescimento exponencial nas publicações sobre aplicações de hidrogel para a cura de úlceras do pé diabético (DFU) nos últimos 24 anos, com uma taxa de crescimento anual composta de 28,6% (calculada de 2001–2024). Antes de 2001, não existiam estudos nesse domínio. De 2001 a 2010, houve produção científica limitada na área, com uma média de aproximadamente três publicações por ano. Uma mudança gradual ocorreu a partir de 2010, com publicações anuais subindo para 3 em 2010 e 4 em 2011, seguidas por crescimento flutuante (por exemplo, 6 publicações em 2012, 2 em 2013 e 6 em 2014). O campo entrou em uma fase de expansão sustentada após 2015, alcançando 9 publicações em 2016 e 21 em 2019. Uma aceleração dramática começou em 2020, com a produção anual disparando para 34 publicações, seguidas por 38 (2021), 66 (2022), 86 (2023) e 93 em 2024. Essa trajetória sugere um foco de pesquisa em rápido crescimento, impulsionado por avanços no design de hidrogels inteligentes e ensaios clínicos translacionales. A análise de citações revelou que 2019 marcou o pico de influência acadêmica, com publicações daquele ano alcançando a maior média de citações (14,3 citações por ano) (Figura 2B, Tabela Suplementar 1).
Contribuições globais de países e instituições
Nos últimos 24 anos, pesquisas sobre tecnologia de hidrogel para a cura de úlceras do pé diabético (DFU) envolveram 48 países. Os 15 países mais produtivos abrangem Europa (n = 5), Ásia (n = 4), América do Norte (n = 2), América do Sul (n = 1), África (n = 1) e Oriente Médio (n = 2) (Tabela Suplementar 2). A China domina o campo com uma frequência de publicação de 1.089 ocorrências (64,3% da produção total), seguida pelos Estados Unidos (184, 10,9%) e Índia (143, 8,4%). Juntas, essas três nações respondem por mais de 83% da produção global de pesquisa nesse domínio (Figura 3A). Os Estados Unidos foram pioneiros na pesquisa em hidrogel para DFUs, publicando o primeiro estudo em 2001. A China entrou no campo em 2012 e acelerou rapidamente sua produção, superando os Estados Unidos em 2019 e mantendo a liderança global nos últimos cinco anos (Figura 3B). A Figura 3C indica conexões substanciais de coautoria entre diferentes países, com linhas marrons mais grossas indicando mais publicações coautoras e colaboração mais próxima. O MCP significa a proporção de documentos por país com pelo menos um coautor de outro país. Na Figura 3C, os três principais países, China, Índia e Estados Unidos, têm taxas de coautoria de 18,4, 11,4 e 17,2%, respectivamente. Embora a China demonstre um nível "moderado" de colaboração internacional em comparação com os sistemas de pesquisa ocidentais, esse padrão provavelmente reflete um ecossistema de pesquisa autossuficiente e conectado em rede nacional, impulsionado por um grande número de instituições e entidades financeiras locais. Em contraste, os Estados Unidos e países europeus, apesar de uma produção geral menor, apresentam maior conectividade transnacional, frequentemente servindo como pontes que conectam redes asiáticas que de outra forma poderiam ser concentradas regionalmente. Essa assimetria estrutural sugere que a pesquisa global em DFU-hidrogel é caracterizada por uma configuração núcleo–periferia — com a China como núcleo de produtividade, enquanto os EUA e alguns colaboradores europeus atuam como centros centrais que promovem a troca global de conhecimento. Fortalecer a colaboração entre continentes poderia, portanto, acelerar a padronização metodológica e o progresso translacional nesse campo. A análise de citações destaca a influência acadêmica desproporcional da China, com suas publicações recebendo um total de 8.377 citações — quase seis vezes mais que Índia (1.402) e Estados Unidos (1.372) (Figura 3D). Essa disparidade ressalta o papel fundamental da China no avanço de inovações hidrogeladas de alto impacto para as DFUs.
Um total de 691 instituições contribuíram para esta pesquisa, com 12 instituições publicando mais de 20 artigos cada (Tabela Suplementar 2). As universidades dominam a área, ocupando todas as 10 primeiras posições nos rankings institucionais (Figura 3E). As instituições chinesas lideram de forma decisiva: a Universidade Médica de Wenzhou ocupa o primeiro lugar (54 publicações), seguida pela Universidade de Ciência e Tecnologia Huazhong (52 publicações) e pela Universidade Jiao Tong de Xangai (45 publicações). As únicas instituições não asiáticas entre as 10 melhores são a Universidade do Noroeste dos Estados Unidos (27 publicações, 9º lugar) e a Universidade de Ciências Médicas de Teerã, no Irã (39 publicações, 6ª colocada). Além disso, realizamos uma análise de rede para examinar as relações colaborativas entre as instituições. Nós de cores diferentes representam instituições, com linhas de conexão mais grossas indicando maior cooperação (Figura 3F). Quantitativamente, a rede de colaboração institucional apresentou uma densidade moderada (0,127), indicando que, embora a cooperação entre universidades exista, ela permanece um tanto fragmentada. O grau de centralização (0,356) sugere que alguns nós dominantes desempenham um papel central de coordenação. Entre elas, a Universidade de Chongqing apresentou a maior centralidade intermediária (179,0) e proximidade (0,014), implicando uma posição de ponte fundamental conectando agrupamentos institucionais que, de outra forma, seriam fracamente ligados. A Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong e a Harvard Medical School também demonstraram altos valores de PageRank (0,058 e 0,054, respectivamente), refletindo forte visibilidade global e frequentes ligações de citações ou coautoria.
Coletivamente, essas métricas revelam um padrão de colaboração em hub e spoke, onde várias universidades chinesas formam densos clusters intranacionais (por exemplo, Universidade Médica de Wenzhou, Universidade de Sichuan, Universidade Médica de Nanjing), enquanto algumas instituições internacionais, como a Harvard Medical School, atuam como pontes facilitando o intercâmbio científico interregional. Fortalecer essas conexões inter-clusters poderia fomentar uma rede global de pesquisa mais integrada no tratamento de DFUs à base de hidrogel.
Revistas e produtividade dos autores
Um total de 190 periódicos publicaram pesquisas sobre aplicações de hidrogel para a cicatrização de úlceras do pé diabético (DFU). Dessas, 4 periódicos contribuíram com 10 ou mais artigos (Figura 4A). O International Journal of Biological Macromolecules liderou com 17 publicações, seguido por Advanced Healthcare Materials (14 publicações) e Pharmaceutices (11 publicações). Dos 18 periódicos mais produtivos (Tabela Suplementar 3), 13 são classificados como JCR Q1, com três periódicos atingindo fatores de impacto (IF) ≥10: Advanced Healthcare Materials (Q1, IF 10.0), Advanced Functional Materials (Q1, IF 18.5) e Chemical Engineering Journal (Q1, IF 13.3). Usando a Lei de Bradford, 17 periódicos centrais foram identificados como as principais plataformas de disseminação para essa área, com o International Journal of Biological Macromolecules e Advanced Healthcare Materials classificados como os dois mais influentes (Figura 4B). Tendências temporais na produtividade e influência dos autores foram analisadas para os 10 autores mais prolíficos (Figura 4C). O tamanho dos nós corresponde ao volume anual de publicações, e a intensidade das cores reflete a contagem anual de citações. Li Y e Liu Y se destacaram como principais contribuintes, com produção sustentada de 2018 a 2024. O trabalho de Liu Y, especialmente sobre hidrogéis antimicrobianos, teve impacto excepcional nas citações (Figura 4D). Entre os 15 principais autores por número de publicações (Figura 4E), Wang X (19 artigos, índice H 12), Liu Y (16, índice H 10) e Zhao Y (15, índice H 9) apresentaram o maior reconhecimento acadêmico, ressaltando seus papéis fundamentais no avanço do campo (Tabela Suplementar 4).
Artigos altamente citados e análise de co-citações
As citações globais (GCs) medem a frequência de citações em todo o banco de dados da literatura. Nos últimos 24 anos, pesquisas sobre tecnologia de hidrogel para a cicatrização de úlceras diabéticas no pé (DFU) acumularam 15.279 GCs. De acordo com o ranking GC, 11 artigos receberam mais de 200 citações cada (Tabela Suplementar 5). Notavelmente, o estudo de Wang et al. de 2019 na Theranostics intitulado "Bioactive Self-Healing Antibacterial Exosome Hydrogels for Chronic Diabetic Wound Healing and Complete Skin Regeneration" liderou a lista com 625 GCs, refletindo seu papel fundamental no avanço do design de hidrogels bioativos para terapia com DFU (Figura 5A)21. Citações locais (LCs), calculadas por bibliometria em todo o conjunto de referências usadas em nosso estudo, avaliam o número de citação que um documento recebe da literatura incluída no conjunto analisado. Em nossa coleção de literatura, 98 artigos foram citados nessa área, acumulando um total de 337 LCs, incluindo quatro artigos com mais de 10 LCs (Tabela Suplementar 6). O estudo mais influente, de Guan et al. (2019), demonstrou que "Oxigenação Sustentada Acelera a Cicatrização de Feridas Diabéticas ao Promover Epitelização, Angiogênese e Redução da Inflamação", alcançando a maior contagem de LCs (28 LCs), ressaltando seu impacto fundamental nas estratégias de hidrogel direcionadas para hipóxia (Figura 5B)22.
A análise de co-citação serve como ferramenta para revelar mudanças de paradigmas e escolas de pensamento em estudos longitudinais. Realizamos uma análise de co-citação das referências para investigar as inter-relações entre a literatura. A análise de co-citação, empregando o algoritmo de agrupamento Walktrap, mapeou ligações intelectuais entre 50 referências (bordas mínimas de co-citação = 2) (Figura 5C). A revisão de 2005 "Wound Healing and Its Impairment in the Diabetic Foot" de Falanga V, publicada na Lancet, alcançou a maior centralidade entre os dois (204), significando seu papel crítico como ponte conceitual que conecta pesquisas multidisciplinares sobre fisiopatologia da DFU e intervenções baseadas emhidrogel 2. Esse trabalho marcante continua sendo uma pedra angular para o entendimento das barreiras de cicatrização de feridas diabéticas e da inovação terapêutica.
Evolução temática e fronteiras de pesquisa
Guiados pelo crescimento exponencial da pesquisa com hidrogel para úlceras no pé diabético (DFUs) após 2020, segmentamos a linha do tempo em dois períodos distintos, 2001–2021 e 2022–2024, para analisar a evolução temática desse campo (Figura 6A). De 2001 a 2021, os estudos focaram predominantemente em aspectos fundamentais da tecnologia de hidrogel, incluindo design de materiais (por exemplo, testes de biocompatibilidade, otimização de andaimes) e estratégias de manejo clínico (por exemplo, retenção de umidade, prevenção de infecções). Termos-chave como "validação in vitro" e "eficácia em curativos" dominaram a literatura, refletindo esforços para estabelecer os hidrogéis como uma alternativa confiável aos métodos tradicionais de cuidados com feridas. Em contraste, o período de 2022 a 2024 testemunhou uma mudança de paradigma rumo à exploração mecanicista e ao desenvolvimento terapêutico de precisão, com pesquisadores priorizando temas como "entrega de fator de crescimento de fibroblastos", "modulação de polarização de macrófagos" e "diafonia neurovascular". Essa transição ressalta a maturação do campo, passando da inovação centrada em materiais para a personalização orientada por mecanismos, visando abordar a complexidade biológica das feridas crônicas do diabetes.
A trajetória histórica da pesquisa foi mapeada por meio de análise historiográfica, revelando quatro agrupamentos temáticos interligados (Figura 6B). O cluster vermelho centrou-se na regulação inflamatória, começando com Lohmann et al. (2017), que demonstraram que hidrogéis à base de glicosaminoglicanos podiam sequestrar quimiocinas inflamatórias em feridas diabéticas, salvando cicatrização prejudicada em modelosmurinos 23. Esse trabalho lançou as bases para Shen et al. (2020), que avançaram o campo ao projetar hidrogéis de quitosano sulfato para reprogramar macrófagos disfuncionais, acelerando assim o fechamento de feridas em camundongosdiabéticos 24. A tradução clínica destacada do cluster azul, exemplificada por Moon et al. (2021), cujo ensaio clínico randomizado validou a eficácia de compósitos alogênicos derivados de células-tronco derivados do adiposo em pacientes com DFU, conectando a inovação pré-clínica à prática clínicado mundo real 25. O cluster verde focou em avanços mecanicistas, exemplificados por Xiong et al. (2022), que descobriram um mecanismo de diafonia neurogênese-angiogênese mediado por sistemas hidrogel, permitindo regeneração total de feridasdiabéticas 26.
O agrupamento de coocorrência por palavras-chave delineou ainda mais o cenário de pesquisa (Figura 6C,D). Temas centrais com alta centralidade e densidade incluíam "angiogênese de úlceras de pé hidrogel" (explorando estratégias de vascularização por meio de hidrogéis carregados de fatores de crescimento) e "curativos de manejo para úlceras diabéticas no pé" (otimização de formulações de grau clínico para controle de exsudato). Enquanto isso, nichos emergentes como a "segurança das células estromais da medula da pele humana" (investigando interações células-tronco hidrogel para cicatrização sem cicatrizes) e "proteínas de gel de ligação" (desenvolvimento de hidrogéis adesivos para feridas anatomicamente desafiadoras) sinalizavam áreas de fronteira para exploração. Notavelmente, a interação entre "citocinas modelo duplo-cegos" e "infecções de prevenção do estresse oxidativo" ressaltou o interesse crescente em desenhos rigorosos de ensaios clínicos e sistemas multifuncionais de hidrogel. Essas tendências ilustram coletivamente a progressão do campo, desde o enfrentamento de desafios genéricos no manejo de feridas até o enfrentamento da fisiopatologia multifatorial das DFUs por meio da inovação interdisciplinar. A continuidade temática entre períodos — como o foco sustentado na modulação de macrófagos — reflete tanto a interdependência da pesquisa fundamental e translacional quanto a necessidade não atendida de terapias que reconciliem complexidade biológica com praticidade clínica.
DISPONIBILIDADE DE DADOS:
Todos os dados brutos usados para as análises deste estudo — especificamente os registros bibliométricos exportados da Web of Science Core Collection — foram carregados como Arquivo Suplementar 7 (savedrecs.zip).
Figura 1: Diagrama de fluxo do estudo. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Figura 2: Evolução da produção científica em aplicações de hidrogel para cicatrização de úlceras no pé diabético (2001–2024). (A) Produção científica anual. Taxa anual de crescimento: 20,72%. (B) Média de citações por ano. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Figura 3: Análise das contribuições de países e afiliações. (A) Mapa de produção científica e colaboração nacional. (B) Produção country ao longo do tempo. (C) Países do autor correspondente. (D) Os 10 países e citações mais citados. (E) As 10 afiliações e produções mais relevantes. (F) Rede de colaboração de afiliações. MCP: Publicação em vários países. SCP: Publicação de país único. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Figura 4: Análise de contribuições de periódicos e autores. (A) As 15 fontes mais relevantes. (B) Análise das fontes centrais pela lei de Bradford. (C) Produção dos autores ao longo do tempo. (D) Citações locais do autor. (E) Impacto local do autor pelo índice H. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Figura 5: Análise das citações e co-citações de referência. (A) Os 15 artigos mais citados globalmente. (B) Os 15 artigos mais citados localmente. (C) Rede de co-citação por estrutura intelectual. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Figura 6: Análise do foco e fronteiras da pesquisa. (A) Evolução temática. (B) Mapa historiográfico (Cada aresta representa uma citação direta). (C) Mapa temático. (D) Rede de coocorrência. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Tabela Suplementar 1: Produção científica anual e média de citações.Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 2: Os 15 principais países e instituições em pesquisa de aplicações de hidrogel para a cicatrização de úlceras no pé diabético.Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 3: Os 18 periódicos mais produtivos sobre pesquisas de aplicações de hidrogel para a cura de úlceras no pé diabético.Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 4: Informações resumidas dos 15 autores mais produtivos.Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 5: As 15 principais publicações por citações globais.Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 6: As 15 principais publicações por citações locais. Abreviações: LC, citações locais; GC, citações globais.Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
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Discussão
Esta análise bibliométrica fornece uma avaliação abrangente das tendências de pesquisa em aplicações de hidrogel para a cicatrização de úlceras do pé diabético (DFU) de 2001 a 2024. A tecnologia de hidrogel surgiu como uma abordagem transformadora no cuidado de feridas no início dos anos 2000, impulsionada pela necessidade urgente de enfrentar os persistentes desafios clínicos das DFUs — inflamação crônica, angiogênese comprometida e infecçõesmicrobianas 27,28. O primeiro estudo fundamental, em 2001, explorou o uso de hidrogéis à base de glicosaminoglicanos para modular microambientes de feridas em modelos de roedores diabéticos, lançando as bases para inovações subsequentes. Entre 2001 e 2010, a produção de pesquisas permaneceu escassa, com uma média de menos de 1 publicação anual, refletindo o estágio inicial da tecnologia de hidrogel na gestão das DFU. Um ponto de virada ocorreu em 2012, quando Lohmann et al. demonstraram que os hidrogéis podiam sequestrar quimiocinas inflamatórias em feridas diabéticas, salvando cicatrização deficiente em modelosmurinos 23. Essa descoberta catalisou uma mudança para o projeto de hidrogéis com funcionalidades bioativas, como administração controlada de medicamentos e imunomodulação.
A partir de 2015, o setor experimentou um crescimento exponencial, com publicações anuais subindo de 6 em 2015 para 93 em 2024. Esse aumento está alinhado com avanços em hidrogéis "inteligentes" — materiais que respondem ao pH, temperatura ou atividade enzimática — que interagem dinamicamente com microambientes deferidas 6. Por exemplo, Shen et al. (2020) desenvolveram hidrogéis de quitosano sulfatado para reprogramar macrófagos disfuncionais, acelerando o fechamento de feridas em camundongosdiabéticos 24. De forma semelhante, Xiong et al. (2022) projetaram sistemas de diafonia neurogênese-angiogênese usando andaimes de hidrogel, alcançando regeneração total de feridasdiabéticas de espessura total 26. A predominância das instituições chinesas (por exemplo, Universidade Médica de Wenzhou, Universidade Fudan) no volume de publicações (64,3% da produção global) ressalta os investimentos estratégicos da China em ciência dos materiais biomédicos, especialmente no enfrentamento do aumento do peso das complicações diabéticas. No entanto, essa contribuição esmagadora da China exige uma análise adicional para determinar se reflete a quantidade ou a qualidade da pesquisa. Embora a China lidere em volume de publicações, essa alta produção pode ser influenciada por vários fatores, incluindo financiamento em grande escala, um número crescente de instituições de pesquisa e o foco em aumentar as métricas de publicação. Embora a quantidade de publicações seja impressionante, podem existir vieses de citação, onde estudos de instituições chinesas líderes são citados de forma desproporcional, potencialmente inflando o impacto percebido de suas pesquisas no cenário global. Além disso, práticas regionais de publicação e colaboração internacional limitada podem contribuir para esse padrão de citação enviesado, já que pesquisadores chineses frequentemente publicam em periódicos locais ou realizam pesquisas com menos colaborações transfronteiriças.
Tendências recentes destacam uma mudança de paradigma dos curativos passivos de hidrogel para sistemas multifuncionais que integram diagnóstico e terapêuticos. Principais temas emergentes incluem modulação da polarização de macrófagos, diafonia angiogênese-neurogênese e hidrogéis antimicrobianos. Por exemplo, Zhang et al. (2023) projetaram hidrogéis responsivos à hipóxia que liberam IL-4 para polarizar macrófagos em direção a um fenótipo M2 pró-cicatrização, reduzindo significativamente o tamanho da ferida em ratosdiabéticos 29. Da mesma forma, hidrogéis funcionalizados com fator de crescimento nervoso (NGF) e fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) promovem sinergisticamente a regeneração e vascularização dos nervos. Wang et al. (2021) relataram um hidrogel de dupla carga que melhorou o fechamento de feridas diabéticas em 40% em comparação com sistemas de fatorúnico 30. Além disso, hidrogéis embutidos em nanopartículas de prata e sistemas eluídos por antibióticos (por exemplo, hidrogéis de quitosano carregados em vancomicina) demonstraram uma atividade antibiofilme potente, mantendo a biocompatibilidade. Inovações emergentes em sistemas de hidrogel incluem o design de hidrogels aprimorado por IA para liberação otimizada de medicamentos e biodegradabilidade31, hidrogéis carregados de vesículas extracelulares para aprimorar a regeneração detecidos 32, e hidrogéis nanocompósitos com nanoenzimas para gerenciamento do estresse oxidativo em feridas diabéticas33. Além disso, métodos de síntese verde estão sendo explorados para melhorar a relação custo-benefício e a sustentabilidade.
Apesar do sucesso pré-clínico, a adoção clínica das terapias com hidrogel enfrenta obstáculos significativos. A variabilidade na resistência mecânica do hidrogel, taxas de degradação e cinética de liberação de medicamentos complica a aprovação regulatória. Por exemplo, enquanto Moon et al. (2021) alcançaram resultados promissores com compósitos de células-tronco e hidrogel em um ECR, escalabilidade e consistência de lote a lote permanecemnão resolvidas 25. Altos custos de produção de hidrogéis "inteligentes" (por exemplo, aqueles que exigem fatores de crescimento recombinantes) limitam o acesso em ambientes de poucos recursos. Abordagens de síntese verde usando polímeros derivados de plantas (por exemplo, alginato de algas marrons) podem oferecer alternativas sustentáveis. Embora os hidrogéis sejam geralmente biocompatíveis, a exposição crônica a subprodutos da degradação (por exemplo, monômeros do ácido acrílico) levanta preocupações sobre toxicidade sistêmica. Uma rigorosa vigilância pós-comercialização será fundamental para as formulações de próxima geração.
Além desses desafios práticos, os resultados bibliométricos também revelam várias áreas pouco exploradas que representam importantes lacunas de conhecimento no cenário atual de pesquisa. Análises de coocorrência de palavras-chave e de surtura de citação mostraram uma presença limitada de termos como "ensaio clínico", "resultado do paciente" e "avaliação padronizada", indicando que a tradução clínica e os critérios unificados de avaliação ainda não estão suficientemente desenvolvidos. Da mesma forma, a integração dos hidrogéis com ferramentas digitais de saúde, incluindo biossensores e sistemas de monitoramentovestíveis 34, parece esporádica, destacando a necessidade de estratégias de manejo de feridas baseadas em dados e personalizadas. Estudos mecanicistas e multi-ômicos de longo prazo que investigam a modulação imune e a dinâmica do microbioma também são escassos, sugerindo oportunidades para esclarecer as interações hidrogel–hospedeiro por meio de abordagens em nível de sistema. Além disso, embora vários estudos tenham explorado estratégias de síntese sustentáveis ouverdes 3,4,28, sua frequência dentro da rede bibliométrica permanece relativamente baixa, apontando para a necessidade de melhorar a escalabilidade, a relação custo-benefício e a sustentabilidade ambiental no design de hidrogel. O preenchimento dessas lacunas por meio da colaboração interdisciplinar poderia acelerar a tradução segura, equitativa e clinicamente significativa das tecnologias de hidrogel para o manejo das úlceras do pé diabético.
Para reduzir a lacuna entre inovação laboratorial e utilidade clínica, pesquisas futuras devem priorizar sistemas personalizados de hidrogel, integração com tecnologias digitais de saúde e redes globais de colaboração. Aproveitar biomarcadores específicos de cada paciente (por exemplo, níveis de MMP-9, perfis microbianos) para ajustar a composição do hidrogel e os perfis de liberação de medicamentos pode aumentar a eficáciaterapêutica 7,34,35. Combinar hidrogéis com sensores vestíveis para monitoramento em tempo real do pH, temperatura e status de infecção da ferida representa uma fronteira promissora. Expandir as parcerias entre academia, indústria e formuladores de políticas em regiões desproporcionalmente afetadas pelo diabetes, como Sul da Ásia e África Subsaariana, será essencial para garantir acesso equitativo a essas inovações.
No entanto, é importante reconhecer várias limitações em nossa análise. Uma limitação importante é a dependência do banco de dados — a análise depende exclusivamente de publicações indexadas na Web of Science Core Collection (WOSCC), excluindo potencialmente estudos relevantes publicados em periódicos não anglófonos ou outros bancos de dados como Scopus ou Google Scholar. Isso pode levar à omissão de contribuições importantes, especialmente de regiões não anglófonas. Além disso, o viés de citação é um problema inerente em análises bibliométricas, onde a contagem de citações pode ser influenciada por fatores como prestígio de periódicos, práticas de autocitação e vieses geográficos. Esses vieses podem distorcer a representação do impacto da pesquisa, potencialmente supervalorizando estudos de centros de pesquisa líderes ou instituições bem estabelecidas. Assim, embora a análise bibliométrica forneça insights valiosos sobre as tendências de publicação, é crucial complementar esses resultados com avaliações qualitativas e revisões de literatura mais abrangentes para abordar esses vieses.
Este estudo propõe um protocolo bibliométrico reprodutível que mapeia sistematicamente a evolução global das tecnologias de hidrogel para a cura da DFU e fornece uma base quantitativa para identificar direções emergentesde pesquisa 36. As descobertas contribuem para o avanço desse campo científico ao integrar dados de múltiplas disciplinas e revelar como as inovações materiais se alinham com mecanismos biológicos como angiogênese, neurogênese e modulaçãoimunológica 6,24,26. Comparado a revisões narrativas ou resumos qualitativos, essa abordagem quantitativa oferece uma estrutura transparente e objetiva para entender o progresso científico, o que pode ajudar a otimizar prioridades de pesquisa e desenvolvimento de políticas em biomateriais e pesquisa em cicatrização de feridas.
No entanto, várias limitações devem ser reconhecidas. A análise baseia-se exclusivamente em indicadores bibliométricos de um único banco de dados (WOSCC), que pode excluir estudos relevantes publicados em periódicos não ingleses ou regionais. Métricas baseadas em citações também podem introduzir vieses temporais e regionais, potencialmente sub-representando pesquisas emergentes, mas de alto impacto. Além disso, a análise bibliométrica não pode avaliar diretamente a eficácia experimental ou os resultados clínicos, destacando a necessidade de complementar esses resultados com dados clínicos e estudos translacionales.
Abordagens alternativas, como revisões sistemáticas, meta-análises ou análises baseadas em mineração de texto, podem fornecer insights mais profundos sobre mecanismos específicos de hidrogel ou efeitos clínicos sem substituir o valor desse arcabouço bibliométrico. A importância do presente protocolo está em sua aplicabilidade a outros campos de biomateriais regenerativos, oferecendo um modelo analítico padronizado e reproduzível que apoia a colaboração interdisciplinar. Estudos futuros devem buscar integrar a análise bibliométrica com conjuntos de dados clínicos e translacionalistas, possibilitando avaliações mais abrangentes do impacto da pesquisa e facilitando a inovação baseada em dados na terapia com hidrogel para feridas crônicas.
Nas últimas duas décadas, a tecnologia do hidrogel evoluiu de simples curativos retentores de umidade para plataformas sofisticadas capazes de modular respostas imunes, fornecer terapêuticas e promover a regeneração dos tecidos. Embora persistam desafios de padronização e escalabilidade, a convergência entre ciência dos biomateriais, bioengenharia e pesquisa clínica tem um imenso potencial para revolucionar o cuidado com a DFU. Com base nos achados desta análise, trabalhos futuros devem focar em aprimorar a colaboração global, melhorar a acessibilidade em ambientes de poucos recursos e desenvolver soluções sustentáveis e centradas no paciente para hidrogel.
Este estudo bibliométrico mapeou a evolução das tecnologias de hidrogel para a cura de DFUs de 2001 a 2024, mostrando crescimento exponencial dominado por China, Estados Unidos e Índia. O foco da pesquisa mudou da biocompatibilidade básica e retenção de umidade para hidrogéis antimicrobianos, modulação imunológica, comunicação cruzada angiogênese–neurogênese e sistemas multifuncionais inteligentes. Apesar desses avanços, a colaboração internacional limitada, padrões de avaliação inconsistentes e barreiras translacionais persistem. Com base nas análises de coocorrência de palavras-chave e de surtura de citações, pesquisas futuras devem ir além dos apelos gerais por inovação, em direção a direções específicas e orientadas por dados. Em particular, a integração de "hidrogéis inteligentes" com plataformas de detecção responsivas a biomarcadores e tecnologias de monitoramento digital representa um próximo passo promissor. Estratégias guiadas por múltiplos ômics podem refinar ainda mais as formulações de hidrogel e permitir desenhos terapêuticos precisos e específicos para cada paciente. Os esforços futuros devem priorizar a cooperação interdisciplinar, validação clínica rigorosa e integração com tecnologias digitais de saúde e biossensação para garantir terapias de hidrogel sustentáveis, econômicas e acessíveis, capazes de transformar a gestão da DFU globalmente.
Divulgações
Os autores declaram não haver conflitos de interesse relacionados a este estudo. Não havia relações financeiras ou pessoais que pudessem influenciar a obra apresentada neste manuscrito. Todos os autores aprovaram a versão final do manuscrito para submissão.
Agradecimentos
Esta pesquisa é apoiada pelos Projetos Conjuntos de Ciência e Tecnologia da MTC das Zonas Nacionais de Demonstração para a Reforma Abrangente da MTC (Nº GZY-KJS-ZJ-2025-040). Gostaríamos de expressar nossa sincera gratidão a todos que apoiaram e contribuíram para esta pesquisa. Sua orientação, assistência e feedback foram inestimáveis para concluir este trabalho.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Bibliometrix (pacote R) | CRAN (ambiente R) | Versão 4.1 | Usado para análise bibliométrica de publicações, instituições, países e temas. |
| CiteSpace | CiteSpace | Versão 5.7.R5 | Solicitou análise de co-citação, detecção de rajadas e tendências de palavras-chave. |
| Excel | Microsoft | 2016 | Usado para limpeza, organização e tabulação de dados. |
| VOSviewer | VOSviewer | Versão 1.6.17 | Usado para visualização de citações, co-citações e redes de colaboração. |
| Coleção Núcleo Web of Science (WOSCC) | Clarivate | N/A | Banco de dados usado para recuperação de literatura (2001– 2024). |
Referências
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