深圳大学张学记、许太林教授团队 ACS Nano：具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带-用于有效的单向给药和伤口护理

2024-01-18 来源：高分子科技

慢性伤口给全球卫生保健系统带来了严重的身体和经济负担，通常通过伤口敷料将药物或生物活性分子输送到伤口床来治疗。为了解决药物传递效率低或因药物变化频繁取敷料造成的二次损伤，有必要进一步探索具有持续高效给药和伤口护理能力的创面敷料。

近日，深圳大学高等研究院张学记教授、许太林副教授团队展示了一种具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带，以实现单向给药和多功能伤口护理。Janus图案绷带的上层具有多孔梯度湿润通道，负责将药物从外部单向输送到伤口床(高达90%的药物输送效率)，同时防止药物向不需要的方向扩散(<8%)。底层由壳聚糖季铵盐(HACC)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)组成的水凝胶进一步功能化了这种绷带，使其具有生物相容性、优异的抗菌性能和止血能力，促进伤口愈合。特别是具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带，具有优异的机械柔韧性(~198%应变)，可以很好地顺应皮肤变形(拉伸、弯曲或扭转)，保持单向给药行为，无任何泄漏。体内全层皮肤创面模型证实，水凝胶功能化绷带能显著促进创面上皮化、胶原沉积，提高给药效率，促进创面闭合愈合(第15天创面愈合率为98.10%)。这种单向给药与多功能创面护理的协同策略，为促进创面愈合提供了一种更有效、更经济、更直接的方法，可作为一种潜在的高性能创面敷料用于临床应用。该工作以“Hydrogel-functionalized bandages with Janus wettability for efficient unidirectional drug delivery and wound care”为题发表在《ACS nano》上（10.1021?/acsnano.3c10766）。文章第一作者是西安电子科技大学生命科学技术学院王丽蓉博士。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图2. Janus图案绷带的物理特性和单向流体输运行为。

图3. 水凝胶功能化绷带的性能表征

图4. 水凝胶功能化绷带用于伤口愈合的体内评价

经过疏水工艺和选择性等离子体处理后制备的Janus图案绷带，不仅可以通过多孔梯度润湿通道实现药物的单向输送，而且由于其大部分为疏水区域，可以防止药物向不想要的方向扩散。Janus图案绷带底部复合的水凝胶层将单向运输的药物加载并缓慢释放到创面部位，同时利用其固有的抗菌性能、生物相容性和止血能力促进创面愈合。重要的是，具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带具有优异的机械柔韧性，可以在人体的任何地方保形，并在拉伸、弯曲或扭曲下保持单向药物运输行为而不会泄漏。这种具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带更有效，经济，直接地将单向给药和伤口护理能力结合起来，可能是下一代高性能伤口敷料的候选者，可以扩展到各种相关的生物医学应用。

论文信息：

Hydrogel-functionalized bandages with Janus wettability for efficient unidirectional drug delivery and wound care

Lirong Wang, Yong Luo, Yongchao Song, Xuecheng He, Tailin Xu* & Xueji Zhang*

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c10766

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（责任编辑：xu）

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