近日，合肥工業(yè)大學化學與化工學院何濤教授團隊和陸楊教授團隊合作成功研發(fā)一種溫敏性復合水凝膠，可噴涂在耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)感染的傷口上原位形成穩(wěn)定的抗菌敷料。相關(guān)成果以“Thermoresponsive in Situ Forming Hydrogel with Sol-Gel Irreversibility for Effective Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infected Wound Healing”為題發(fā)表在美國化學會ACS Nano（影響因子13.709），這項研究工作為設(shè)計滿足特定環(huán)境需求的非化學反應交聯(lián)響應水凝膠提供了一種新的策略。該論文共同第一作者為博士研究生閆旭和方蔚偉，通訊作者為何濤教授和陸楊教授。
原位成型水凝膠具有可注射、快速凝膠化和生物相容性，因而可以作為一種創(chuàng)面敷料。但是通過化學反應(如Michael加成、click chemistry、Schiff base、酶介導或光交聯(lián)反應)構(gòu)建的原位水凝膠需要額外的有機交聯(lián)劑和催化劑，實際使用中存在不便，且殘留反應物具有潛在的風險。通過氫鍵、鏈纏結(jié)和配位來構(gòu)建的原位水凝膠避免了有機交聯(lián)劑的需求，但是在沒有環(huán)境刺激的情況下水凝膠可以發(fā)生可逆相轉(zhuǎn)變，導致傷口敷料的失效。因此非化學交聯(lián)的穩(wěn)定水凝膠有助于開發(fā)新型液體創(chuàng)口貼。
何濤教授課題組和陸楊教授課題組合作，將溫敏性嵌段聚合物 p(NPIAM-co-n-BA)-PEG- p(NPIAM-co-n-BA) (PEP)和抗菌性的載銀石墨烯納米片（AG）復合，可以噴涂在皮膚創(chuàng)傷上原位快速形成凝膠，同時能夠充分填充處理深的切割傷口。該凝膠對處理耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA) 感染的傷口效果顯著。與具有可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變的傳統(tǒng)熱響應水凝膠相比，該PEP-AG水凝膠形成后即使溫度降低到5℃仍能長時間保持凝膠狀態(tài)，表現(xiàn)出特殊的溶膠-凝膠不可逆性。研究結(jié)果表明，PEP-AG水凝膠特殊的溶膠-凝膠不可逆性來自于PNIPAM鏈和AG納米片之間的協(xié)同相互作用。因此，該PEP-AG水凝膠可以作為高緯度、寒冷地區(qū)或者冬季戶外活動時的新型液體創(chuàng)口貼。
圖1. 具有溶膠-凝膠不可逆性的PEP-AG溫敏性水凝膠。
圖2. 通過噴霧在皮膚上原位形成的PEP-AG水凝膠及其特殊的溶膠-凝膠不可逆性。
上述工作得到國家自然科學基金、中央高校基本科研業(yè)務費、安徽省自然科學基金以及中國博士后基金等項目的資助。
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