华南理工邵丹研究员和哥伦比亚大学Kam W. Leong教授课题组 AFM：可注射阳离子型水凝胶清除促炎危险分子治疗腹部创伤

2022-04-15 来源：高分子科技

腹部创伤后的细菌感染和过度炎症可引起危及生命的并发症，导致多器官衰竭等不利后果。研究表明严重腹部创伤与促炎危险因子的过量有关，包括损伤相关分子模式（DAMPs）、病原体相关分子模式（PAMPs）以及促炎因子，其会导致全身炎症反应失调，促进患者的死亡。多数危险因子（如cfDNA/RNA、CpG ODNs、LPS、HMGB1、TNF-α和IL-1β）以及细菌具有负电荷表面，可通过静电相互作用与阳离子材料高效结合。因此，开发一种阳离子型水凝胶伤口敷料有望通过清除伤口炎症微环境中多种负电性促炎因子和细菌，提高干预和治疗严重腹部创伤的效果。

图1 水凝胶的合成以及用作治疗腹部创伤的伤口敷料的示意图。

近期，研究者通过席夫碱反应开发了一种以聚乙烯亚胺（PEI）、氨基糖苷类抗生素妥布霉素（Tob）和氧化硫酸软骨素（OCS）为骨架的可注射阳离子型水凝胶（图1）。这种水凝胶能够智能化响应炎症微环境中低pH释放抗生素（图2），从而发挥长效抗菌作用（图3）。与缺乏PEI或Tob的水凝胶相比，Tob/PEI/OCS水凝胶对带负电的促炎因子表现出最强的结合能力（图3），可实现炎症微环境的快速且有效的调控。在严重腹部创伤的小鼠模型中，Tob/PEI/OCS水凝胶显著减少了局部和全身炎症及感染，并防止了多器官衰竭，从而将模型动物的生存率由20%提高至100%（图4），并具有良好的生物降解性和生物安全性。因此，该可注射阳离子型水凝胶具有较好的临床转化潜力，可用于预防严重腹部创伤后的并发症，为生物活性水凝胶的开发提供了新思路，亦为高效安全的感染性创伤治疗提供了新材料。

图2 阳离子水凝胶的表征。

图3 阳离子水凝胶体外清除促炎因子和细菌。

图4 阳离子水凝胶对严重腹部创伤小鼠的治疗效果。

该工作以"An Injectable Antibiotic Hydrogel that Scavenges Proinflammatory Factors for the Treatment of Severe Abdominal Trauma"为题发表在《Advanced Functional Materials》上。通讯作者是华南理工大学邵丹研究员和美国哥伦比亚大学Kam W. Leong教授。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202111698

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（责任编辑：xu）

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