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AFM吉林大学李道伟张俊虎氧化镁辅助双交联生物功能水凝胶

  【摘要】
  全层皮肤损伤一直是临床治疗中的一个复杂问题。生物材料的应用为细胞募集和细胞外基质的沉积提供了人工基质,以加速伤口愈合。对于全层皮肤缺损的修复,利用MgO-邻苯二酚和席夫碱键的双交联作为凝胶形成机制的一部分,通过添加MgO制备生物多功能水凝胶(CCOD-MgO)儿茶酚改性壳聚糖 (CHI-C) 和氧化葡聚糖 (ODex)。
  CCOD-MgO 表现出高组织粘附、优异的自我修复、止血功能和低膨胀率。加入MgO和邻苯二酚螯合后,CCOD-MgO的粘合强度约为35kpa,远大于纤维蛋白胶。此外,由于壳聚糖和 MgO 在体外的协同作用,CCOD-MgO 具有比 CHI-C/ODex 水凝胶(CCOD)更好的抗菌性能。 因此,CCOD-MgO可以保护伤口免受感染,并加速体内全层皮肤缺损和烧伤模型中表皮的愈合速度。这些结果表明,CCOD-MgO 将是临床治疗全层皮肤损伤的一种有前途的治疗策略。相关论文以题为  Magnesium Oxide-Assisted Dual-Cross-Linking Bio-Multifunctional Hydrogels for Wound Repair during Full-Thickness Skin Injuries  发表在《 Advanced Functional Materials 》上。 通讯作者是吉林大学 李道伟副教授 ,和 张俊虎教授 。
  【主图导读】
  图1 CCOD 和 CCOD-MgO 的形成和表征。 a) 通过管倒置测试获得的水凝胶光学图像。b) 用双筒螺旋针评估 CCOD-MgO 的可注射性。c) 拉曼光谱(左)和 d) FT-IR 光谱(右)显示了 CCOD 和 CCOD-MgO 的形成。e) 混合水凝胶的注射过程。CCOD-MgO可以通过针(29G),然后JLU(吉林大学)被抽取。f) CCOD 在不同聚合物浓度下的胶凝时间(通过反向测试获得)。g) CCOD-MgO 在不同 MgO 浓度下的胶凝时间。
  图2 CCOD 和 CCOD-MgO 的表征。 a) CCOD 和 CCOD-MgO 的 SEM 图像。b) 水凝胶的溶胀特性。c) 5 分钟后两种不同颜色的半圆形水凝胶之间自愈过程的外观。d) 水凝胶的体外降解曲线。e) 在连续阶跃应变测量中 CCOD 的 G" 和 G"" 值。f) CCOD-MgO 在连续阶跃应变测量中的 G" 和 G"" 值。
  图3 CCOD和CCOD-MgO的生物多功能性和生物相容性。 a)水凝胶结合猪皮的典型应力-位移曲线。b) 水凝胶对猪皮肤的粘附强度;CCOD-MgO(L),CCOD-MgO的长期粘合强度,CCOD-MgO(Q),CCOD-MgO的快速粘合强度,纤维蛋白胶,一种商业凝胶,被用作对照。c)水凝胶对猪皮模拟的皮肤表面的封闭性。d) 水凝胶的止血性能。e) 不同组烧伤小鼠皮肤表面感染率。f) 水凝胶的体外抗菌性能。g) L929 细胞在 24、48 和 72 小时时的活/死染色。h) 不同浓度 MgO 在 24、48 和 72 小时时 CCOD-MgO 的细胞毒性分析。
  图4 全层皮肤烧伤缺损修复 。a) 修复小鼠皮肤缺损。b) 小鼠皮肤缺损区域。c) 皮肤缺损处皮下组织胶原纤维的相对含量。d) 皮肤缺损的 H&E 染色。e) 皮肤缺损的 Masson 三色染色。
  图5 全层皮肤烧伤缺损修复。 a) 修复小鼠皮肤烧伤。b)小鼠皮肤烧伤区域。c) 皮肤烧伤中皮下组织胶原纤维的相对含量。d)皮肤烧伤的 H&E 染色。e) 皮肤烧伤的马森三色染色。
  【总结】
  该团队报道了一种 MgO 辅助的可注射生物多功能水凝胶,并证明了其在全层皮肤伤口修复中的潜力。 CCOD-MgO是基于MgO辅助双交联方法开发的,该水凝胶具有高烧伤组织粘附性、优异的抗菌功能、良好的自愈性和良好的生物相容性。 值得注意的是,CCOD-MgO 可以通过促进 I 型胶原蛋白的沉积来加速皮肤组织的再生。同时,水凝胶对全层皮肤伤口感染提供了良好的保护,特别是对深部真皮烧伤。因此,团队期望这种 CCOD-MgO 可以为修复现实生活中的皮肤伤口提供一种新颖的创新思想和应用,特别是作为修复全层皮肤损伤的有希望的候选者。
  参考文献 :
  doi.org/10.1002/adfm.202105718
  版权声明:「水凝胶」 旨在分享学习交流高分子聚合物胶体及科研等领域的研究进展和新闻。编辑水平有限,上述仅代表个人观点,详见原文。投稿,荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位关注!

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