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前沿院郭保林教授课题组设计出可响应性移除的双动态键交联自愈合水凝胶组织黏合剂
点击数:    更新时间:2021/03/30 16:16:27

基于贻贝黏附机制的黏附抗菌水凝胶可以通过化学交联作用或物理相互作用黏合在细胞外基质上,在组织黏合和再生方面表现出很好的应用前景。目前,研究者们致力于设计和制备基于邻苯二酚基团修饰的天然或合成聚合物的黏附性水凝胶,虽然已经实现了较强的组织黏附性,但是在实际应用中仍面临着一些挑战。首先,为增强凝胶组织黏附性的同时,赋予凝胶更多的生物功能,研究者们大都对聚合物进行复杂的修饰或者改性,这个过程中往往涉及大量的有机溶剂或者碳碳双键的引入,这对此类水凝胶的应用推广和生物安全性而言也是一大挑战。其次,目前多数黏附水凝胶的设计往往将重心集中在凝胶的黏附性上,但对使用过程中材料的更换和移除及伤口开裂问题并未做过多的考量,这有可能在剥离或移除过程中对组织产生二次损伤。另外,抗生素和纳米材料目前仍然是抗菌材料的首选,但是其耐药性和长期生物安全性仍是不容忽视的问题。因此,基于简单材料设计和制备多功能组织黏附剂以实现有效的组织闭合和再生仍需进一步的研究。

 

基于QCS和PA@Fe的黏附水凝胶的制备及应用示意图

近日,西安交通大学前沿院郭保林教授课题组基于对壳聚糖的季铵化(QCS)改性,引入原儿茶醛与三价铁离子的配合物(PA@Fe)作为双重动态交联剂,设计并制备了一种双动态键交联的自愈合抗菌黏附水凝胶。双重动态交联作用的存在,不仅可以增强凝胶力学性能及黏附性,还可赋予材料较好的自愈合性和响应性移除,在实现组织的二次黏合的同时,还可避免敷料更换及移除过程中对组织产生的二次损伤。该黏附性水凝胶作为组织黏合剂,可以实现全皮皮肤切口的有效黏合及促进黏合后的组织再生。同时该凝胶表现出良好的抗菌性,对耐药菌感染的全皮伤口也具有很好的愈合效果。

该研究以“Dual-Dynamic-Bond Cross-Linked Antibacterial Adhesive Hydrogel Sealants with On-Demand Removability for Post-Wound-Closure and Infected Wound Healing”为题发表在ACS Nano(IF:14.588)上。论文的第一作者为西安交通大学前沿科学技术研究院博士生梁育晴,通讯作者为郭保林教授。该研究受到得到了国家自然科学基金面上项目,金属材料强度国家重点实验室开放基金及中央高校基本科研专项资金基金的支持。

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c00204

 

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