近日，吉林大学工程仿生教育部重点实验室的刘镇宁教授/王冰迪博士团队，在 Advanced Science 期刊上发表了题为：“Spermidine-Functionalized Injectable Hydrogel Reduces Inflammation and Enhances Healing of Acute and Diabetic Wounds In Situ”的文章。该团队受生物活性小分子亚精胺免疫调节功能的启发，利用动态席夫碱反应和原位光引发聚合双重交联策略，开发了一种亚精胺功能化的双网络可注射水凝胶（DN-SPD）。体外理化实验表明，DN-SPD水凝胶表现出良好的力学性能和组织黏附性，光交联前的单网络水凝胶（SN-SPD）具有优异的可注射性，可通过原位打印和光交联形成双网络水凝胶。体外生物学实验和3组动物体内实验结果表明，DN-SPD水凝胶具有良好的生物相容性、抗氧化性、低免疫原性和优异的免疫调控作用，能够减轻由外源性植入物和活性氧引起的炎症反应，调控巨噬细胞向抗炎、促再生的M2表型极化，从而实现更快和更自然的急性伤口和糖尿病伤口愈合，使皮肤恢复到更接近自然皮肤的状态。该文章利用“师法自然”的仿生思想局部施用亚精胺，为减轻外源性生物材料引起的异物反应开发了一种简单而优雅地解决策略，并为治疗慢性难愈合创面提供了新思路。这一策略可能在组织再生和器官移植方面具有重要意义。刘镇宁教授和王冰迪博士为该文章通讯作者，博士生吴倩倩为第一作者。

  生物材料在组织工程和植入医疗器械中发挥着越来越重要的作用。然而，外源生物材料可能触发宿主免疫系统对外来植入材料的免疫排异反应（foreign body reaction, FBR），导致严重炎症。炎症被认为是影响组织再生的一个关键因素。因此，地塞米松和肝素等抗炎药物被用于赋予生物材料免疫调节功能。然而，这些药物的使用往往导致不良反应和高昂的成本。

  在哺乳动物的受精过程中，雄性精子需要进入雌性子宫以完成受精。但精子对于雌性是一种外来物，雌性的免疫系统将被激活，消灭这些“入侵者”。亚精胺（SPD）是一种最初在精液中发现的天然多胺。有报道称，不育男性精液中的亚精胺水平明显较低，因此，有人推测亚精胺可以调节女性免疫系统，保护“入侵者”精子，以利于受精。与之相一致的是，动物实验表明，亚精胺可以提高受精卵移植和发育的成功率。此外，还有一些研究已经证明亚精胺具有更广泛的免疫调节功能，例如抗炎作用和提高抗肿瘤免疫。

图1. 文章概要图

文章要点

图2. 亚精胺功能化可注射双网络水凝胶（DN-SPD）的理化性能

图4. 亚精胺功能化可注射双网络水凝胶对巨噬细胞极化的体外调控

 图8. 亚精胺功能化可注射双网络水凝胶在糖尿病小鼠创面愈合中的免疫调节作用

  综上所述，该研究团队成功开发了一种具有仿生抗排异免疫调控功能的可注射双网络水凝胶。这种水凝胶兼具优异的可注射性和理想的机械性能，不仅能够通过免疫调控作用减少植入生物材料和ROS引起的炎症反应，还能促进急性和糖尿病创面的修复。该研究结果表明，在植入生物材料中局部施用亚精胺为减弱植入物诱发的免疫排异反应和治疗慢性难愈合创面提供了一种简单而优雅的方法。

  论文信息：Qianqian Wu, Runjiao Yang, Wenxuan Fan, Li Wang, Jing Zhan, Tingting Cao, Qiming Liu, Xianshu Piao, Yinghui Zhong, Wenxian Zhao, Shuhan Zhang, Jiaao Yu, Song Liang, Thomas M. Roberts, Bingdi Wang*, Zhenning Liu*. Spermidine-Functionalized Injectable Hydrogel Reduces Inflammation and Enhances Healing of Acute and Diabetic Wounds In Situ. Adv. Sci. 2024, 2310162, doi.org/10.1002/advs.202310162.

  原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202310162