圖1. Tempo-FPF水凝膠通過串聯(lián)動態(tài)共價鍵交聯(lián)形成，兼具不對稱粘附與抗氧化雙重功能特性，可以作為敷料用于體內(nèi)器官損傷修復和深二度燒傷創(chuàng)面愈合。
近日，西安交通大學成一龍教授和初大可研究員團隊開發(fā)了一種基于串聯(lián)動態(tài)共價鍵（亞胺硼酸鹽和硼酸酯鍵）交聯(lián)的Janus水凝膠（Tempo-FPF水凝膠）（圖1）。Tempo-FPF水凝膠具有可匹配生物軟組織的力學性能，其網(wǎng)絡結構中的動態(tài)亞胺硼酸鹽和硼酸酯鍵賦予材料快速自修復能力，可有效防止水凝膠敷料破損后創(chuàng)面意外暴露（圖2）。研究人員利用串聯(lián)動態(tài)共價鍵以及Tempo功能化策略調(diào)控Tempo-FPF水凝膠兩側表面的交聯(lián)密度和親疏水性，實現(xiàn)了其對皮膚組織的粘接強度20.7倍的顯著差異：粘附側可對多種生物組織保持強效粘接，非粘附側可抑制細胞黏附與增殖（圖3）。此外，得益于Tempo功能化修飾，Tempo-FPF水凝膠展現(xiàn)出卓越的自由基清除能力（圖4）。研究人員進一步構建大鼠胃穿孔模型及肝臟損傷模型，證明了Tempo-FPF水凝膠可以有效封閉創(chuàng)面以抑制胃酸滲漏和出血，同時能夠有效防止組織/器官粘連的發(fā)生（圖5）。深二度燒傷創(chuàng)面修復研究表明，Tempo-FPF水凝膠能減輕傷口部位氧化應激引發(fā)的炎癥反應，從而加速皮膚組織再生（圖6，7）。本研究為設計具有按需粘附特性的高效抗氧化水凝膠敷料提供了新的策略，為組織/器官修復提供了新的解決方案。
圖2. Tempo-FPF水凝膠的制備及表征。
圖3. Tempo-FPF水凝膠的不對稱結構與粘接性能表征。
圖4. Tempo-FPF水凝膠抗氧化性和抗菌性能表征。
圖5. Tempo-FPF水凝膠用于體內(nèi)組織損傷修復評價。
圖6. Tempo-FPF水凝膠用于深二度燒傷創(chuàng)面愈合評價。
圖7. Tempo-FPF水凝膠調(diào)控燒傷創(chuàng)面炎癥反應的組織學評估。
該工作以"Tempo-Functionalized Janus Hydrogel Crosslinked by Tandem Dynamic Covalent Bonds for Internal Organ Injury Repair and Deep Second-Degree Burn Wound Healing"為題發(fā)表在期刊《Advanced Functional Materials》上。論文的第一作者為西安交通大學化學學院劉佳穎助理教授，通訊作者為西安交通大學化學學院成一龍教授和西安交通大學第一附屬醫(yī)院初大可研究員。研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、西安交通大學“青年拔尖人才支持計劃”、中國博士后科學基金等項目的資助。
文章鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202505194
成一龍教授主頁：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/yilongcheng
