四川大学杨佼佼副研究员、吴红崑教授:盲鳗启迪的“流-固”湿粘附系统——通过即时保护、光疗抗菌和促矿化多向抗根龋

文摘   2024-10-05 15:05   新加坡  

1.盲鳗防御策略启迪的ST-BP-U体系的构建及功效机制。 a)盲鳗在面临危险时分泌粘液流入捕食者的鳃和口腔,接触海水后,粘液转化为凝胶,导致捕食者窒息。b)通过U打破ST-BP网络中的氢键,构建可逆水凝胶前驱体(ST-BP-U),遇水后U扩散,水凝胶(ST-BP/U)原位形成。c)流动性良好的ST-BP-U系统在不规则根龋位点有效铺展,接触龈沟液或唾液后,U扩散,水凝胶网络重新形成,与根面形成牢固的湿粘附,保护暴露的牙本质小管,并为光疗抗菌和再矿化提供了结构基础。

      根龋给老龄化社会带来了沉重的负担。然而,受不规则的龋损表面以及动态、湿润的口腔环境影响,根龋的非手术治疗效果有限。盲鳗在应激时会分泌流动的粘液充满捕食者的鳃和口腔,这些粘液在接触周围海水后转化为具有一定机械强度的凝胶,使捕食者窒息。受此粘液渗透-凝胶堵塞的“流-固”防御策略启迪,四川大学华西口腔医学院杨佼佼副研究员、吴红崑教授等提出了一种水响应性流体-水凝胶转化策略,针对不规则和潮湿的根面进行机械自调节,从而构建功能性结构平台。这种预破坏分子间氢键的流体系统(ST-BP-U)可以轻松铺展不规则根龋表面,保护暴露的牙本质小管。当遇到水时,氢键重新形成,而BP的引入增加了原位重新形成的水凝胶(ST-BP/U)内部的交联点。ST-BP/U作为坚实的湿粘附平台,通过即时保护牙本质,近红外光疗抗菌,以及促进牙本质再矿化多向抗根龋。这种流体-水凝胶转化系统将湿环境的劣势转化为优势,为根龋的治疗提供了一种有前景的策略。

2. ST-BP-U在小鼠体内的抗根龋效果。

作者简介:
第一作者:四川大学博士研究生朱杰钰和讲师张敏。      
通讯作者:杨佼佼副研究员主要从事生物膜基抗菌材料和天然产物基水下粘合剂的设计和应用,目前以第一作者/通讯作者已发表SCI论文30余篇,主持国家级、省部级等项目10余项,申请PCT或中国发明专利10余项,授权7项。

      吴红崑教授主要从事老年人群口腔微生态、阿尔兹海默症与牙周炎相关性以及根龋等细菌感染性疾病防治等方面的研究,主持国家级、省部级项目20余项,发表论文60余篇,主编及参编论著10余部。

论文信息:
Jieyu Zhu#, Min Zhang#, Rongmin Qiu, Moyan Li, Li Zhen, Jiyao Li, Jun Luo, Jianshu Li, Hongkun Wu*, Jiaojiao Yang*. Hagfish-inspired hydrogel for root caries: A multifunctional approach including immediate protection, antimicrobial phototherapy, and remineralization, Acta Biomaterialia, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.014
https://authors.elsevier.com/c/1jqcz6CFjZU1~q

      本项目由国家自然科学基金项目(51903169819915008199150182170949)、国家重点研发计划(2023YFC605605)、四川省科技计划项目(2021YFSY0011,2023YFS0048)、四川大学华西口腔医院研发基金(RD-03-202104)资助。

Acta Biomaterialia
High impact biomaterials research advancing understanding of structure, properties, and function
 最新文章