華南理工邵丹研究員和哥倫比亞大學(xué)Kam W. Leong教授課題組 AFM:可注射陽(yáng)離子型水凝膠清除促炎危險(xiǎn)分子治療腹部創(chuàng)傷
2022-04-15 來(lái)源:高分子科技
腹部創(chuàng)傷后的細(xì)菌感染和過(guò)度炎癥可引起危及生命的并發(fā)癥,導(dǎo)致多器官衰竭等不利后果。研究表明嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷與促炎危險(xiǎn)因子的過(guò)量有關(guān),包括損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)、病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)以及促炎因子,其會(huì)導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)失調(diào),促進(jìn)患者的死亡。多數(shù)危險(xiǎn)因子(如cfDNA/RNA、CpG ODNs、LPS、HMGB1、TNF-α和IL-1β)以及細(xì)菌具有負(fù)電荷表面,可通過(guò)靜電相互作用與陽(yáng)離子材料高效結(jié)合。因此,開(kāi)發(fā)一種陽(yáng)離子型水凝膠傷口敷料有望通過(guò)清除傷口炎癥微環(huán)境中多種負(fù)電性促炎因子和細(xì)菌,提高干預(yù)和治療嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷的效果。
圖1 水凝膠的合成以及用作治療腹部創(chuàng)傷的傷口敷料的示意圖。
近期,研究者通過(guò)席夫堿反應(yīng)開(kāi)發(fā)了一種以聚乙烯亞胺(PEI)、氨基糖苷類抗生素妥布霉素(Tob)和氧化硫酸軟骨素(OCS)為骨架的可注射陽(yáng)離子型水凝膠(圖1)。這種水凝膠能夠智能化響應(yīng)炎癥微環(huán)境中低pH釋放抗生素(圖2),從而發(fā)揮長(zhǎng)效抗菌作用(圖3)。與缺乏PEI或Tob的水凝膠相比,Tob/PEI/OCS水凝膠對(duì)帶負(fù)電的促炎因子表現(xiàn)出最強(qiáng)的結(jié)合能力(圖3),可實(shí)現(xiàn)炎癥微環(huán)境的快速且有效的調(diào)控。在嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷的小鼠模型中,Tob/PEI/OCS水凝膠顯著減少了局部和全身炎癥及感染,并防止了多器官衰竭,從而將模型動(dòng)物的生存率由20%提高至100%(圖4),并具有良好的生物降解性和生物安全性。因此,該可注射陽(yáng)離子型水凝膠具有較好的臨床轉(zhuǎn)化潛力,可用于預(yù)防嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷后的并發(fā)癥,為生物活性水凝膠的開(kāi)發(fā)提供了新思路,亦為高效安全的感染性創(chuàng)傷治療提供了新材料。
圖2 陽(yáng)離子水凝膠的表征。
圖3 陽(yáng)離子水凝膠體外清除促炎因子和細(xì)菌。
圖4 陽(yáng)離子水凝膠對(duì)嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷小鼠的治療效果。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202111698
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