生物大分子氧化和抗菌特性的可注射木质素明胶冷冻凝胶

　　对于多种生物医学应用，开发新型生物活性材料至关重要。这种生物材料可能会改善伤口愈合、预防感染或用于免疫工程。例如，在不依赖抗生素和其他药物的情况下减少氧化应激的生物活性材料可能是有益的。基于水凝胶的生物材料，尤其是那些源自天然聚合物的生物材料，被认为是最有前途的生物医学研究支架之一。这些多功能支架可以表现出与天然组织相匹配的高吸水能力、生物相容性和生物力学特性。
　　冷冻凝胶 是一种 特殊类型的水凝胶，其中聚合物在冰晶周围交联。 因此，冷冻凝胶表现出独特的物理特征，包括大孔和互连网络、柔韧性、形状记忆特性和注射器可注射性。 最近，科研团队 通过将木质素与明胶相结合，开发了一种多功能的，即抗菌、抗氧化和可注射的冷冻凝胶。 含 0.2% 木质素的冷冻凝胶在 80% 应变下表现出 25 kPa 的压缩模量和 140 kPa 的压缩应力，分别是纯明胶冷冻凝胶的 1.8 倍和 7 倍 。同时，这种冷冻凝胶制剂在压缩高达 90% 后可以完全恢复其形状，并且是可针注射的。此外，含有 0.1-0.2 木质素的木质素-共-明胶冷冻凝胶对最常见的手术部位感染相关病原菌显示出 8-10 毫米的抑制区。此外，发现木质素-共-明胶冷冻凝胶可清除自由基并具有良好的细胞相容性，并且含有高达 0.2% 木质素的冷冻凝胶最低限度地激活幼稚小鼠骨髓衍生的树突细胞。总体而言，目前的方法显示出基于生物资源的多功能冷冻凝胶设计的广阔前景，适用于广泛的生物医学应用。
　　图 1. 木质素-共-明胶复合冷冻凝胶的制备。 (a) 溶液制备的示意图。使用碱辅助超声将木质素分散到明胶水溶液中。(b) 使用 GA 作为交联剂制造冷冻凝胶的示意图，可以在解冻过程中从冷冻凝胶中去除。(c) 制备的具有不同木质素浓度的冷冻凝胶的图像。(d) 复合冷冻凝胶的 FTIR 光谱证实了木质素和明胶的组合化学结构。
　　图 3. 复合冷冻凝胶的机械特性。
　　相关论文以题为  Injectable Lignin-co-Gelatin Cryogels with Antioxidant and Antibacterial Properties for Biomedical Applications  发表在 《Biomacromolecules》 上。 通讯作者 是 阿卜杜勒阿齐兹国王大学 Adnan Memić教授 。
　　参考文献 ：
　　doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00575

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