近年来,水凝胶因其含水率高、粘弹性可调以及能够包封并释放多种药物的特点,在药物递送和组织工程等生物医学领域受到广泛关注。然而,基于静态交联网络的传统水凝胶敷料缺乏适应复杂伤口和防止粘连的能力,严重限制了其在伤口愈合中的疗效。因此,迫切需要设计一种具有自适应性和快速降解特性的水凝胶敷料,这种敷料有望通过快速重塑凝胶网络适应复杂形状伤口,并通过快速降解避免更换敷料时引起的二次创伤,从而大幅增强复杂创面的愈合效果。
近期,安徽大学生命科学学院唐汝培教授研究团队通过β-环糊精(βCD)和金刚烷(Ad)的主客体预组装策略构建了一种超分子甲壳素基(SMCT)水凝胶。在该策略中,作者首先将羧乙基甲壳素接枝Ad(CECT-Ad)与醛基修饰βCD(βCD-CHO)进行预组装形成主客体复合物,然后利用其与羧乙基甲壳素接枝己二酸二酰肼(CECT-ADH)间的酰腙偶联反应形成SMCT水凝胶(图1)。作者通过一系列研究证实了可逆主客体交联能够赋予SMCT水凝胶高度动态的网络结构。与具有相似力学性能的共价交联的甲壳素基(CCT)水凝胶相比,SMCT水凝胶可以更好地适应不规则形状的伤口。由于甲壳素的酶促降解特性,SMCT水凝胶在体内降解速度较快(降解时间≈2天),服役后无需从伤口处去除,有效避免了更换敷料过程中对皮肤的二次损伤。得益于βCD的疏水性空腔,SMCT水凝胶能够高效负载和释放疏水性天然药物姜黄素,表现出良好的抗炎、抗菌和抗氧化活性,从而显著提高皮肤创面的愈合效率。这项工作不仅为自适应性和快速降解性水凝胶的设计提供了有价值的指导,还有望进一步推动水凝胶敷料在皮肤和其他组织再生中的应用进程。
该工作以“Supramolecular chitin-based hydrogels with self-adapting and fast-degradation properties for enhancing wound healing”为题发表在《Carbohydrate Polymers》上(DOI:10.1016/j.carbpol.2023.121374)。安徽大学生命科学学院2021级生物学硕士生史文文为论文第一作者,唐汝培教授和杨雪峰老师为论文共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和安徽省自然科学基金的资助。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861723008391
- 南京大学薛斌/曹毅/王炜团队 Nat. Commun.: 仿生自适应脂质层增强水凝胶传感器动态保水能力 2024-12-05
- Nat. Rev. Mater. 亮点报道 - 电子科技大学王东升/郑永豪团队:自适应光致变色 2024-11-25
- 电子科大王东升/郑永豪课题组 Science子刊:自适应光致变色 2024-11-08
- 华南理工李红强/曾幸荣团队《Macromolecules》:高拉伸/室温自愈合/可重复加工/快速降解的聚亚胺弹性体及其柔性传感器 2023-12-01
- 南科大孙大陟课题组《Compos. Sci. Technol.》: 人工培养殖硅藻壳促进聚乳酸快速降解 2022-04-11
- 《Nat.Commun.》: 铜(II)离子负载的黑磷纳米片,一种高效的光热剂用于PET指导的联合癌症治疗 2020-06-09
- 同济大学刘国锋/华东理工曲大辉 JACS:光控超分子聚合物中圆偏振发光的可逆切换机制 2024-12-03