水凝膠因其優(yōu)異的生物組織相容性、對(duì)傷口淤血的吸收性及具有保持傷口濕潤(rùn)的生理環(huán)境的能力而被受關(guān)注，使其成為非常具有應(yīng)用前景的組織黏附敷料，應(yīng)用于手術(shù)外科及緊急止血領(lǐng)域。已有大量關(guān)于水凝膠作為黏附敷料的報(bào)道，如4-arm-PEG水凝膠、原位PAA/PEG水凝膠、天然多糖水凝膠等。作為外科止血敷料，水凝膠應(yīng)能夠快速凝膠化、具有良好的組織黏附性以便實(shí)現(xiàn)快速黏附；此外為了實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)期、有效黏附，防止傷口感染，優(yōu)異的抗菌性與極端淤血環(huán)境下的穩(wěn)定性也是必不可少的。當(dāng)前的問(wèn)題是如何制備兼具本征抗菌性、黏附性、可注射性及極端環(huán)境下穩(wěn)定的水凝膠來(lái)滿足黏附敷料的進(jìn)一步需求。
圖1. PLL/Aga DN水凝膠的制備過(guò)程及特性
鑒于此，上海交通大學(xué)王新靈教授和河南科技大學(xué)雷昆等人以天然瓊脂糖與聚肽為原料，利用酶催化偶聯(lián)反應(yīng)與溫度調(diào)控的氫鍵驅(qū)動(dòng)凝膠化反應(yīng)，一鍋一步法制備得到具有自抗菌、自粘附、可修復(fù)、可注射、耐酸耐堿的DN水凝膠。相關(guān)成果以“Rapid-Fabricated and Recoverable Dual-Network Hydrogel with Inherently Anti-Bacterial Abilities for Potential Adhesive Dressings”為題發(fā)表在著名材料類(lèi)期刊《Advanced Functional Materials》上。
本文亮點(diǎn)：
1.研究人員利用PLL-g-HPA側(cè)鏈酚羥基在酶催化條件下的高效偶聯(lián)及Aga的熱致可逆溶-凝膠轉(zhuǎn)變特性，一步一鍋法制備得到PLL/Aga DN水凝膠，凝膠時(shí)間可以通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物濃度、Aga含量、催化劑、氧化劑用量等靈活控制（5s-4min）且能夠原位注射得到各種不同形狀。
圖2. PLL/Aga DN水凝膠的可注射性及可變形性
2. 基于Aga的溫敏特性，該雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠可以實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控下的愈合特性，實(shí)現(xiàn)其形狀重塑；此外Aga的天然優(yōu)異的生物相容性使得該DN水凝膠生物相容性非常優(yōu)異。
圖3. PLL/Aga DN水凝膠的愈合特性及形狀可塑性
3. 對(duì)于該P(yáng)LL/Aga DN水凝膠，Aga緊密的螺旋結(jié)構(gòu)賦予水凝膠優(yōu)異的力學(xué)性能與穩(wěn)定性；酚羥基氧化交聯(lián)形成的PLL網(wǎng)絡(luò)中含有的部分羰基基團(tuán)可與生物組織形成席夫堿作用、氫鍵作用及π-π堆疊作用賦予水凝膠與生物組織優(yōu)異的黏附特性。
圖4. PLL/Aga DN水凝膠的組織黏附性
論文的第一作者為河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院的雷昆博士，通訊作者為上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的王新靈教授。感謝國(guó)家自然科學(xué)基金、河南科技大學(xué)博士啟動(dòng)基金、河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專(zhuān)項(xiàng)基金對(duì)本工作的支持。
作者簡(jiǎn)介：
王新靈?教授
王新靈，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。1986年進(jìn)入上海交通大學(xué)任教，2000年被聘為上海交通大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師, 2003-2013年擔(dān)任化學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)工程系主任。已完成多項(xiàng)國(guó)防科工委、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)商飛及與漢高、陶氏化學(xué)、亨氏曼等著名化工企業(yè)的國(guó)際合作項(xiàng)目等。目前主要從事功能化聚氨酯的設(shè)計(jì)、合成及性能的研究；功能性水凝膠材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究；水凝膠基纖維復(fù)合材料的增韌、增強(qiáng)研究及多功能性智能響應(yīng)生物膜材料的研究。
雷 昆 博士
雷昆，河南科技大學(xué)醫(yī)工學(xué)院講師。2016年碩士畢業(yè)于華東理工大學(xué)，導(dǎo)師郎美東教授。2020年于上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院取得博士學(xué)位，師從王新靈教授。2020年07月起就職于河南科技大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院。研究方向?yàn)楦邚?qiáng)度水凝膠的設(shè)計(jì)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用；強(qiáng)韌水凝膠的軟濕粘結(jié)及其柔性傳感應(yīng)用；水凝膠涂層/粘結(jié)劑的設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。以第一作者或通訊作者在Adv. Funct. Mater., J. Mater. Chem. B., ACS Appl. Bio Mater., ACS Biomater. Sci. Eng.等國(guó)內(nèi)外著名期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文8余篇。
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