出血失控被認為是戰爭、意外事故和自然災害等緊急狀況下死亡的首要因素。據不完全統計,每年因院前緊急出血失控引起的死亡人數占院前總死亡人數的三分之一左右。在緊急狀況下迅速控制出血對挽救生命具有非常重要的意義,但是血液會影響粘合劑與傷口表面的緊密接觸,一般的粘合劑很難在濕的出血傷口表面粘附。為了實現有效的濕面粘附,研究者開發了兒茶酚基濕面粘附水凝膠,但兒茶酚基團對pH、氧化和溫度敏感,使得基于兒茶酚基團的濕面粘附水凝膠在穩定性方面有待提高。
近日,浙江大學俞豪杰副教授和王立教授團隊受藤壺蛋白(CPs)啟發,在具有良好生物相容性的聚磷腈上構建“Cation-π”結構,制備了一系列具有優異濕面粘附性能和抗菌性能的可注射水凝膠(PPBA-PVA)(圖1)。
圖1. 具濕面粘附和抗菌性能的PPBA-PVA可注射水凝膠
PPBA-PVA水凝膠可以通過Cation-π 和 π-π 相互作用及氫鍵作用牢固地粘附在組織濕表面,且能長時間維持粘附穩定(圖2)。通過大鼠肝出血模型評價了PPBA-PVA水凝膠的止血性能,發現5分鐘內可以減少80%以上的出血量;水凝膠網絡中的季銨鹽基團賦予其良好的接觸抗菌性能,4小時抑菌率達99.6±0.2%;能顯著加快傷口愈合速度(圖3)。此類水凝膠在急性傷口止血及創傷修復等方面有很好的應用前景。
圖2. PPBA-PVA水凝膠對組織濕表面粘附性能表征
圖3. PPBA-PVA水凝膠止血、抗菌和生物相容性表征
以上成果近期發表在Advanced Healthcare Materials上,論文題目為Polyphosphazene and Non-Catechol-Based Antibacterial Injectable Hydrogel for Adhesion of Wet Tissues as Wound Dressing,第一作者為浙江大學化學工程與生物工程學院博士生倪志鵬,通訊作者為浙江大學化學工程與生物工程學院俞豪杰副教授。
論文信息:Adv. Healthcare Mater. 2021, 2101421
論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adhm.202101421
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