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 【科研摘要】

開發(fā)有效的內(nèi)部傷口敷料材料對于術(shù)后組織再生很重要，但由于常規(guī)材料的生物環(huán)境適應(yīng)性差而仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。最近，廣州醫(yī)科大學(xué)劉季芳/阿爾伯塔大學(xué)曾宏波加拿大兩院院士團(tuán)隊(duì)報(bào)告一個(gè)示例的基于胃環(huán)境的超分子組裝的可注射的自我修復(fù)水凝膠，并探討了其在胃穿孔愈合中的應(yīng)用。通過利用胃環(huán)境調(diào)節(jié)的超分子相互作用，自組裝水凝膠網(wǎng)絡(luò)具有敏感的熱響應(yīng)性，可注射性，可印刷性和快速的自我修復(fù)能力。

該水凝膠敷料可有效抑制微生物的附著并顯示出杰出的抗生物污垢特性。體內(nèi)大鼠模型進(jìn)一步證明，與常規(guī)治療方法相比，所制備的水凝膠敷料簡化了手術(shù)程序，減少了術(shù)后并發(fā)癥，并增強(qiáng)了胃穿孔的愈合過程。這項(xiàng)工作為開發(fā)適用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的生物環(huán)境功能材料提供了有用的見識。相關(guān)論文以題為Injectable Self-Healing Hydrogel via Biological Environment-Adaptive Supramolecular Assembly for Gastric Perforation Healing發(fā)表在《ACS Nano》上。

【主圖導(dǎo)讀】

圖1.（A）通過非生物正交固化工藝形成的常規(guī)耐酸非耐藥性可注射水凝膠敷料。（B）胃環(huán)境適應(yīng)性超分子水凝膠作為內(nèi)部傷口敷料。（C）ABA三嵌段共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和超分子水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2.（A）DLS測量顯示了ANGNA的流體力學(xué)半徑隨溫度升高而變化。（B）10 w/v％水凝膠的熱敏存儲（G'）和損耗（G''）模量。（C）在多個(gè)加熱-冷卻循環(huán)中，水凝膠的模量變化為10 w/v％。（D）在37°C下將保存4°C的10 w/v％聚合物溶液注入PBS緩沖溶液（pH 3）中，并在37°C的平臺上方便地寫字母“ U of A”（水凝膠 用若丹明B染色）。

圖3.在37°C的pH 3緩沖溶液中制備的10 w/v％ANGNA水凝膠的自愈過程照片：（A）原始水凝膠，（B）切割水凝膠，（C）將分離的水凝膠 使水凝膠接觸，并且（D）提起已愈合的水凝膠而不會在關(guān)節(jié)處破裂。（E）在pH 3 PBS緩沖溶液中制備的10 w/v％ANGNA水凝膠上的應(yīng)變幅度測量（左），然后是時(shí)間掃描測量（應(yīng)變= 1％）（右），可立即從損傷中恢復(fù)。（F）循環(huán)應(yīng)變階躍試驗(yàn)顯示可再現(xiàn)的自我修復(fù)能力。（G）在pH 7.4 PBS緩沖溶液中制備的10 w/v％ANGNA水凝膠上的應(yīng)變幅度測量（左），然后是時(shí)間掃描測量（應(yīng)變= 1％）。

圖4.（A）力-距離曲線表明在pH 3或7.4 PBS緩沖溶液中ANGNA之間的相互作用力。（B）力-距離曲線表明pH 3 PBS緩沖溶液中ANGNA之間的可逆相互作用力。ANGNA在（C）pH 3或（D）pH 7.4 PBS緩沖溶液中的相互作用機(jī)理示意圖。

圖5. ANGNA水凝膠的粘合性能。附著的水凝膠在（A）拉伸，扭曲，彎曲或浸入水中后仍保持完整。（B）ANGNA水凝膠粘附的各種生物組織的代表性搭接剪切粘附曲線。（C）ANGNA水凝膠對豬皮膚和胃組織的粘合強(qiáng)度。（D）粘附機(jī)理的示意圖。

圖6.針對大腸桿菌附著孵育3小時(shí)后，（A）ANGNA水凝膠涂層和（B）未涂層玻璃表面的熒光顯微鏡圖像。使用10 w/v％ANGNA水凝膠的FaDu細(xì)胞的（C）2D和（D）3D培養(yǎng)物的共聚焦顯微鏡圖像。

圖7.（A）使用超分子水凝膠敷料修復(fù)胃穿孔的示意圖。（B）在穿孔部位注射超分子水凝膠敷料。（C）將大網(wǎng)膜植入胃中。（D）水凝膠敷料組和（E）大網(wǎng)膜貼片組（對照組）手術(shù)2周后的術(shù)后粘連。（F）縫在肚子上的位置。

圖8.（A）在第2、4和8周結(jié)束時(shí)，水凝膠敷料和對照組中（B）CD3，（C）CD163和（D）CD34的H＆E染色和免疫組化染色。比例尺代表20μm。

參考文獻(xiàn)：

doi.org/10.1021/acsnano.1c01199