近年來,水凝膠因其含水率高、粘彈性可調以及能夠包封并釋放多種藥物的特點,在藥物遞送和組織工程等生物醫學領域受到廣泛關注。然而,基于靜態交聯網絡的傳統水凝膠敷料缺乏適應復雜傷口和防止粘連的能力,嚴重限制了其在傷口愈合中的療效。因此,迫切需要設計一種具有自適應性和快速降解特性的水凝膠敷料,這種敷料有望通過快速重塑凝膠網絡適應復雜形狀傷口,并通過快速降解避免更換敷料時引起的二次創傷,從而大幅增強復雜創面的愈合效果。
近期,安徽大學生命科學學院唐汝培教授研究團隊通過β-環糊精(βCD)和金剛烷(Ad)的主客體預組裝策略構建了一種超分子甲殼素基(SMCT)水凝膠。在該策略中,作者首先將羧乙基甲殼素接枝Ad(CECT-Ad)與醛基修飾βCD(βCD-CHO)進行預組裝形成主客體復合物,然后利用其與羧乙基甲殼素接枝己二酸二酰肼(CECT-ADH)間的酰腙偶聯反應形成SMCT水凝膠(圖1)。作者通過一系列研究證實了可逆主客體交聯能夠賦予SMCT水凝膠高度動態的網絡結構。與具有相似力學性能的共價交聯的甲殼素基(CCT)水凝膠相比,SMCT水凝膠可以更好地適應不規則形狀的傷口。由于甲殼素的酶促降解特性,SMCT水凝膠在體內降解速度較快(降解時間≈2天),服役后無需從傷口處去除,有效避免了更換敷料過程中對皮膚的二次損傷。得益于βCD的疏水性空腔,SMCT水凝膠能夠高效負載和釋放疏水性天然藥物姜黃素,表現出良好的抗炎、抗菌和抗氧化活性,從而顯著提高皮膚創面的愈合效率。這項工作不僅為自適應性和快速降解性水凝膠的設計提供了有價值的指導,還有望進一步推動水凝膠敷料在皮膚和其他組織再生中的應用進程。
該工作以“Supramolecular chitin-based hydrogels with self-adapting and fast-degradation properties for enhancing wound healing”為題發表在《Carbohydrate Polymers》上(DOI:10.1016/j.carbpol.2023.121374)。安徽大學生命科學學院2021級生物學碩士生史文文為論文第一作者,唐汝培教授和楊雪峰老師為論文共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金和安徽省自然科學基金的資助。
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861723008391
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