03.01 天津大學趙瑾《AFM》：“夢幻”水凝膠讓傷口閉合後護理不再困難

【背景】

從傷口閉合至癒合的這段時間內，閉合後的傷口仍然面臨開裂的風險以及需要根據傷口癒合情況換藥的需求。大多數的生物粘合劑儘管在傷口閉合方面表現出良好的性能，但是卻難以很好地處理這些傷口閉合後的情況。因此，設計一種既可以對傷口進行有效閉合又可以協助實現傷口閉合後護理的組織粘合劑十分必要。這種粘合劑除了需要滿足傳統生物粘合劑具有的粘合強度高、可注射性、生物相容性好等特點外，還需要具有移除方便，傷口開裂後可重複粘合的特點。

【研究成果】

基於上述考慮天津大學趙瑾團隊設計了一種具有按需降解性能（Dissolution on demand）、重複粘合性能（Repeatable adhesiveness）、充足粘合和力學性能（

【圖文詳解】1. Dreaming水凝膠的製備

作者受貽貝粘合蛋白固化過程啟發，設計了一個雙動態鍵交聯的原位形成的粘合型水凝膠PL-Cat/Fe/ODex。具體過程如圖1（c）所示，先將鄰苯二酚修飾的聚賴氨酸（PL-Cat）與Fe3+混合，隨後調節其pH至5左右以形成較弱的PL-Cat/Fe配位化合物，然後將該溶液與較高pH（8-10）的氧化葡聚糖（ODex）溶液混合，最終形成鄰苯二酚-Fe3+配位鍵和亞胺鍵雙動態鍵交聯的水凝膠粘合劑。

圖1實現閉合傷口和傷口閉合後護理的雙動態鍵交聯水凝膠粘合劑設計示意圖。a：帶有DREAMING功能的粘合劑可以通過設計雙動態鍵交聯的水凝膠實現；b：海洋貽貝粘合蛋白中存在配位鍵和動態鍵的交聯；c：雙動態鍵交聯水凝膠粘合劑是通過仿自然中貽貝蛋白形成過程合成的並可高效閉合傷口和協助實現傷口閉合後護理。

2. Dreaming水凝膠的多功能性

與對照組相比，PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑表現出最高的粘合強度並且該粘合劑可以在DFO溶液中發生快速且完全的降解，具有按需降解的功能。在多次重複粘合實驗中，PL-Cat/Fe/ODex水凝膠的粘合強度並未隨粘合次數的增加發生明顯下降，具有重複粘合的功能。

圖2 PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑的多功能粘合性能。a：搭接剪切實驗示意圖；b：PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合強度隨距離的變化圖；c：PL-Cat/Fe/ODex水凝膠的最高粘合強度d：PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合豬皮後的按需降解照片,比例尺1 cm；e：DFO處理前後水凝膠粘合力隨距離變化；f：DFO處理前後水凝膠最大粘合力g：重複粘合實驗示意圖；h：重複粘合後的豬皮照片，比例尺：1 cm；i：PL-Cat/Fe/ODex水凝膠重複粘合的粘合強度隨距離變化曲線；j：PL-Cat/Fe/ODex水凝膠重複粘合的最大粘合強度與初始粘合強度比例。

3. 皮膚傷口重複閉合及粘合劑按需降解

接下來，採用動物實驗對皮膚傷口的重複閉合和按需降解能力進行探究。PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑可以實現多次對傷口的重複閉合。此外，粘合劑在Fe螯合劑DFO作用下，10 min就可實現完全降解，滿足按需降解的需求。

圖3 PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑對皮膚傷口的重複閉合及按需降解圖。a：皮膚傷口重複閉合實驗示意圖；b：PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑對皮膚傷口的重複閉合照片，比例尺：1 cm； c：重複粘合強度檢驗照片，比例尺：1 cm；d：閉合傷口後PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑的降解，比例尺：1 cm；e：粘結於皮膚表面的PL-Cat/Fe/ODex水凝膠粘合劑的降解，比例尺：1 cm。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202000130

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