南京工业大学迟波教授团队 AFM：兼具即时粘附性和生物降解性的超分子组织粘合剂用于紧急止血和创伤修复

2024-03-04 来源：高分子科技

组织粘合剂对于在临床干预过程中实现快速止血和即时伤口管理至关重要。近年来生物粘合剂作为手术缝合线和缝合钉的潜力替代品而受到广泛关注。然而，面对动态和湿软组织表面的粘附仍然是一个巨大挑战。目前，应急止血及伤口闭合等场景使用的组织粘合剂主要采用丙烯酸类材料，因其不可降解性在长时间使用后易引发瘙痒和过敏反应，并可能造成生物体内不良反应。已报道的基于天然聚合物的组织粘合剂虽然具备出色的生物降解性和生物相容性，但受界面水影响，不具备在潮湿环境中实现对组织的即时粘附能力。因此，兼具即时粘附性和生物降解性的组织粘合剂的开发具有重要的临床意义。

图1. 粘合剂的聚合工艺示意图。

针对上述问题，南京工业大学迟波教授团队开发了一系列基于ε-聚赖氨酸的水凝胶粘合剂，证实了他们在抗菌、促伤口愈合和细胞粘附方面的潜力。包括ε-聚赖氨酸-聚乙二醇水凝胶（PPD）（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1604894）;贻贝启发的透明质酸/ε-聚赖氨酸水凝胶（ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 27876）;内源抗菌水凝胶（J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2023, 145, 106009）。

在前期工作的基础上，本研究基于贻贝仿生策略，通过在ε-聚赖氨酸上进行没食子酸的功能修饰，再与小分子硫辛酸通过一锅法成功制备了一种可生物降解的超分子组织粘合剂。这种粘合剂在5s内即可对湿润组织表面产生强大的即时粘附力。获得的粘合剂具有优异的即时粘附性（27.4 ± 3.2 kPa），是纤维蛋白胶的4.4倍，并且接近氰基丙烯酸商业粘合剂的即时粘附强度（35.1 ± 6.1 kPa）。此外，当粘合剂粘附到湿组织表面时，其疏水性主链祛除了基质表面的水化层，并与基质建立了疏水相互作用，形成了大量的共价键和非共价键，进一步加强了粘附基团与组织表面之间的快速响应。随后，通过SD大鼠皮下植入模型进一步验证了粘合剂的生物降解性，结果显示，超分子生物粘合剂可在25天内体内完全降解。这项研究为生物医学领域中生物粘合剂的开发提供了新思路。

图2. 粘合剂的瞬时粘附性能

图3. 粘合剂的生物相容性

相关研究成果以“A Biodegradable Supramolecular Adhesive with Robust Instant Wet Adhesion for Urgent Hemostasis and Wound Repair”为题发表在《Adv. Funct. Mater.》上。南京工业大学生物与制药工程学院硕士研究生郭昊为第一作者，迟波教授为该论文通讯作者。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202401529

下载：A Biodegradable Supramolecular Adhesive with Robust Instant Wet Adhesion for Urgent Hemostasis and Wound Repair

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（责任编辑：xu）

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