西南科大张红平《Adv. Healthc. Mater.》:具有抗菌和清除活性氧能力的海绵状大孔水凝胶用于糖尿病伤口再生
2022-08-18 来源:高分子科技
具有柔软和湿润特性的水凝胶已被广泛研究用于慢性疾病组织修复。然而,高含水量的组织工程水凝胶通常同时具有小孔尺寸和低的防水能力,导致不期望的手术结果。
图1. 海绵状大孔水凝胶体系 (SM-hydrogels)的设计策略;(a)PAAM 和 SMPAAM 水凝胶分别在紫外光刺激和 Ti3C2 MXene 诱导下制备;(b) 多功能的 SM-水凝胶促进伤口愈合。
图2. 海绵状大孔水凝胶的快速凝胶及其微观结构的表征。(a) PAA、PAAM、SMPAA和SMPAAM水凝胶的形成过程和颜色随时间变化的照片;(b) APS溶液、紫外光辐射下的APS溶液和Tx/APS(不同浓度Ti3C2 MXene和APS混合溶液,x代表Ti3C2 MXene浓度)的5,5-二甲基-1-吡咯啉 N-氧化物(DMPO)捕获ESR光谱);(c) PAAM和SMPAAM(1h, 24h)水凝胶的XRD光谱;(d) PAA、PAAM、SMPAA SMPAAM水凝胶的光学显微镜和扫描电子显微镜 (SEM) 图像(所有比例尺=500 μm);(e)水凝胶的水和(f)血液渗透图像。
图3. 不同水凝胶在不同条件下的溶胀特性。(a) PAA、PAAM、SMPAA和SMPAAM水凝胶在不同介质下浸泡72 h的照片; (b) 72 h后不同环境中水凝胶的溶胀体积比;水凝胶在(c)去离子水、(d) 3.5 wt% NaCl、(e) PBS溶液和(f)不同pH值溶液中随时间变化的溶胀重量比;(g) PAA-PAA、PAA-Ti3C2MXene和PAA-TiO2之间相互作用的分子动力学模拟。
图 4. 新鲜和溶胀平衡水凝胶的力学性能。(a) 将水凝胶浸入磷酸盐缓冲盐溶液 (PBS, pH=7.4,37 °C) 3天后平衡水凝胶的微观结构;(b) 压缩-松弛循环下平衡 PAA、PAAM、SMPAA 和 SMPPAM 水凝胶的光学图像。溶胀平衡的PAA和PAAM凝胶在弱力(<10 N)的压缩下断裂,而溶胀平衡SMPAA和SMPAAM凝胶在极强的力下压缩到 90% 应变几乎完全恢复;(c) 不同程度拉伸应变下溶胀平衡的 PAA、PAAM、SMPAA 和 SMPPAM 水凝胶的光学图像; 各种水凝胶在新鲜和溶胀平衡状态下的(d)压缩和 (e) 拉伸行为。
图 5. SM-水凝胶对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的体外抗菌活性。 a) 大肠杆菌和表皮葡萄球菌菌落琼脂平板照片,SEM 图像显示与水凝胶孵育后大肠杆菌和表皮葡萄球菌的形态变化;b) 和 c) 大肠杆菌和表皮葡萄球菌菌落的相应统计数据。
图 6. SMPAAM 水凝胶对糖尿病伤口的愈合效果。 (a) SMPAAM水凝胶治疗糖尿病伤口的工艺;(b) PAA、PAAM 和 SMPAAM 水凝胶组和对照组第 0 天至第 14 天未进行水凝胶敷料处理的伤口的代表性照片,比例尺:2 mm;(c) 不同时期的伤口痕迹和伤口面积;(d) 每组新再生皮肤组织第 7 天和第 14 天的 HE 和 Masson 染色。比例尺:500 μm。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202200717
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(责任编辑:xu)
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