α-硫辛酸(LA)是一种存在于线粒体中的辅酶,具有优异的抗氧化性和抗菌性。近年来,利用LA含硫五元环的动态二硫键交换引发的自发开环聚合反应以及末端大量羧基的黏附性,研究者们发展了聚硫辛酸(PolyLA)基黏合剂。但是单纯的PolyLA在室温下不稳定,通常引入多双键单体或者金属离子来增加其室温稳定性,但这些措施极大地降低了PolyLA黏合剂的生物相容性。并且,由于LA本身的疏水特性,其在液体环境中很难被释放,难以发挥LA固有的生物活性。尽管已报道的聚硫辛酸钠(PolyLA-Na)可以实现在水环境中的解离和释放,但是过快的解离速度(20 min)限制了其在体内的应用。
近日,天津大学刘文广教授/崔春燕副研究员团队与康复大学周祺惠研究员团队合作通过将LA和LA-Na结合,通过一步混合溶剂蒸发法制备了一种双协同的PolyLA基黏附贴片。在该贴片中,PolyLA和PolyLA-Na之间的多重氢键相互作用不仅起到了稳定PolyLA的作用,而且可以降低PolyLA-Na在液体环境中的解离速度,实现LA-Na活性小分子的持续释放,该贴片没有引入任何外源稳定分子。此外,PolyLA-Na的亲水特性有利于贴片快速吸附被黏附基质表面的水化层,而PolyLA结构上的羧基则通过与组织表面上的氨基之间形成多重氢键和静电相互作用而实现持久的高强黏附。
基于该贴片优异的湿态组织黏附性和良好的生物活性,将其作为口腔贴片考察了其对口腔溃疡的修复效果。该PolyLA基贴片可持久牢固地黏附在湿态的口腔组织表面(约24小时,商用的壳聚糖口腔贴片在湿态的口腔组织表面仅可保持不到2小时)并可承受口腔活动而不发生脱落。在大鼠和小型猪的口腔溃疡模型中,PolyLA基贴片均表现出优于商用壳聚糖口腔贴片的修复效果。这得益于PolyLA基贴片对溃疡位置的持久黏附保护,避免了细菌和食物残渣的入侵,以及PolyLA基贴片中LA-Na活性小分子的持续释放,有效地调控了口腔溃疡部位的炎症微环境,加速了血管和上皮再生。口腔菌群分析结果表明,经PolyLA基贴片处理后不会引起口腔内菌群的失衡,而经商用壳聚糖贴片处理后口腔内菌群发生了较为明显的变化,有益菌丰度降低,有害菌丰度增加。这说明PolyLA基贴片具有更优的加速口腔溃疡修复的效果。
图1 PolyLA基黏附贴片的制备机理及加速口腔溃疡修复的应用展示
文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-43571-x