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可光熱移除的物理雙網絡水凝膠粘合劑敷料問世
點擊數:    更新时间:2020/05/20 10:08:07

近日,西安交通大學前沿院郭保林教授課題組與材料學院憨勇教授課題組合作研發出一種新型的物理雙網絡交聯可移除水凝膠粘合劑敷料,對日常生活中常見的細菌感染、皮膚切口修複,甚至是多重耐藥菌感染和全皮層缺損創傷具有出色的治療作用。

急性與慢性難愈合皮膚傷口治療一直是臨床的重要問題,開發可實現快速傷口閉合、促愈合並減少疤痕形成的生物活性敷料對于提高人們健康水平和生活質量具有重要意義,尤其是水凝膠敷料具有很多獨特的優點,在臨床應用中深受喜歡。慢性傷口修複用敷料還需易于移除,以兼顧更換敷料和患者舒適度等要求,但已報道可溶解的水凝膠敷料大多使用了化學交聯劑和需要用到溶解凝膠網絡的競爭性分子,對人體具有潛在毒性,或采用紫外光裂解凝膠網絡時會對組織造成損害。此外,皮膚創傷易受微生物感染,但很少有關于可溶性抗菌水凝膠敷料的報道。溫敏水凝膠在加熱時可表現出凝膠-溶膠轉變;具有光熱效應的水凝膠可在近紅外光輻射時爲水凝膠提供良好的局部加熱特性,且光熱效應還可用于殺死多重耐藥細菌。若將光熱物質引入溫敏水凝膠網絡,有望賦予水凝膠良好抗菌性和近紅外光輻照輔助的按需移除。

研究團隊制備出的可移除溫敏光熱敷料具有可注射性、自修複性和組織粘合性,由鄰苯二酚-Fe3+配位交聯的聚(癸二酸甘油酯)-co-聚乙二醇-g-鄰苯二酚(PEGSD)和四重氫鍵交聯的脲基嘧啶酮改性明膠(GTU)組成。其中Fe3+交聯的PEGSD提供了水凝膠出色組織粘合性、近紅外光/pH響應性、自愈合性和形狀適應性;非氧化態的鄰苯二酚基團提供了水凝膠出色的抗氧化性。四重氫鍵交聯的GTU網絡則對Fe3+交聯的PEGSD網絡進行增強,且GTU中的明膠作爲ECM源組分可提高組織的修複效果。水凝膠可在近紅外光輻射和/或酸性溶液洗滌輔助下按需移除,快速密封皮膚創傷並止血,高效殺滅多重耐藥菌(如耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌),及顯著促進皮膚切口和全層皮膚缺損傷口修複。



該類水凝膠敷料在未來很有希望應用于臨床,但是目前本研究中的可移除光熱抗菌水凝膠粘合劑敷料的研究還處于基礎研究階段,尤其是3,4-二羟基苯基丙酸、脲基嘧啶酮等還未得到臨床應用的審批。我們現在基于可光熱移除的物理雙網絡水凝膠粘合劑敷料這一概念,還在開發具有更好生物物理性能的敷料,有望爲臨床應用提供候選産品。

以上研究结果以论文形式发表在国际知名期刊Advanced Functional Materials(影响因子15.621)上,论文题目为“Physical Double-Network Hydrogel Adhesives with Rapid Shape Adaptability, Fast Self-Healing, Antioxidant and NIR/pH Stimulus-Responsiveness for Multidrug-Resistant Bacterial Infection and Removable Wound Dressing”。西安交大材料学院助理研究员赵鑫与西安交大前沿院博士生梁永平为本论文的共同第一作者,西安交大为本文的第一作者单位和通讯作者单位。该项研究工作得到了国家自然科学基金和西安交通大學的经费支持。这是郭保林课题组在多功能水凝胶敷料领域继Biomaterials,2018,183,185; Nature Communications,2018,9:2784; Biomaterials,2017,122,34后的又一重要进展。

該工作得到了國家自然科學基金面上項目,金屬材料強度國家重點實驗室和中央高校基本科研專項資金基金的支持。


文章鏈接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201910748

郭保林課題組鏈接:

/cberm/info/1025/1053.htm

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