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華南理工邵丹研究員和哥倫比亞大學Kam W. Leong教授課題組 AFM：可注射陽離子型水凝膠清除促炎危險分子治療腹部創(chuàng)傷
2022-04-15  來源：高分子科技

  腹部創(chuàng)傷后的細菌感染和過度炎癥可引起危及生命的并發(fā)癥，導致多器官衰竭等不利后果。研究表明嚴重腹部創(chuàng)傷與促炎危險因子的過量有關(guān)，包括損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）、病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）以及促炎因子，其會導致全身炎癥反應失調(diào)，促進患者的死亡。多數(shù)危險因子（如cfDNA/RNA、CpG ODNs、LPS、HMGB1、TNF-α和IL-1β）以及細菌具有負電荷表面，可通過靜電相互作用與陽離子材料高效結(jié)合。因此，開發(fā)一種陽離子型水凝膠傷口敷料有望通過清除傷口炎癥微環(huán)境中多種負電性促炎因子和細菌，提高干預和治療嚴重腹部創(chuàng)傷的效果。



圖1 水凝膠的合成以及用作治療腹部創(chuàng)傷的傷口敷料的示意圖。

 

  近期，研究者通過席夫堿反應開發(fā)了一種以聚乙烯亞胺（PEI）、氨基糖苷類抗生素妥布霉素（Tob）和氧化硫酸軟骨素（OCS）為骨架的可注射陽離子型水凝膠（圖1）。這種水凝膠能夠智能化響應炎癥微環(huán)境中低pH釋放抗生素（圖2），從而發(fā)揮長效抗菌作用（圖3）。與缺乏PEI或Tob的水凝膠相比，Tob/PEI/OCS水凝膠對帶負電的促炎因子表現(xiàn)出最強的結(jié)合能力（圖3），可實現(xiàn)炎癥微環(huán)境的快速且有效的調(diào)控。在嚴重腹部創(chuàng)傷的小鼠模型中，Tob/PEI/OCS水凝膠顯著減少了局部和全身炎癥及感染，并防止了多器官衰竭，從而將模型動物的生存率由20%提高至100%（圖4），并具有良好的生物降解性和生物安全性。因此，該可注射陽離子型水凝膠具有較好的臨床轉(zhuǎn)化潛力，可用于預防嚴重腹部創(chuàng)傷后的并發(fā)癥，為生物活性水凝膠的開發(fā)提供了新思路，亦為高效安全的感染性創(chuàng)傷治療提供了新材料。


 

圖2 陽離子水凝膠的表征。

 

 

圖3 陽離子水凝膠體外清除促炎因子和細菌。

 

 

圖4 陽離子水凝膠對嚴重腹部創(chuàng)傷小鼠的治療效果。


  該工作以"An Injectable Antibiotic Hydrogel that Scavenges Proinflammatory Factors for the Treatment of Severe Abdominal Trauma"為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。通訊作者是華南理工大學邵丹研究員和美國哥倫比亞大學Kam W. Leong教授。

 

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202111698
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（責任編輯：xu）
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