▷2024/12/03
同萃生材
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本文导读
牙周炎是一种严重的牙龈感染，由于暴露在潮湿和动态的口腔环境中，这种疾病很难控制。传统的水凝胶通常粘附力弱，停留时间短，容易受到细菌入侵。
为此，北京化工大学徐福建教授团队提出了一种基于原位光固化的新型水凝胶。
该水凝胶前体由海藻酸钠和钙离子网络组成，在固化前设计并附着在牙周组织不规则和光滑的表面。在光照射下，第二个网络迅速聚合，与组织建立多种相互作用，从而增强了粘附强度。这种水凝胶表现出低膨胀率，有效地增强了口腔环境中的粘附力。此外，还表现出出色的持久湿粘附，在牙周组织中维持超过120小时。同时，其还可作为防止细菌入侵的有效物理屏障，阻断效率达到99.9%。这种新颖的设计理念为开发牙周炎的医用敷料提供了一种潜在的方法。
成果题名：Adaptable Hydrogel with Strong Adhesion of Wet Tissue for Long-Term Protection of Periodontitis Wound
发表期刊：《Advanced Materials》
通讯作者：徐福建 教授；李杨 副教授
成果介绍
1、长期保护牙周伤口的水凝胶设计
这种水凝胶通过两个步骤制备：首先利用离子相互作用制备单网络预氢凝胶，然后通过中波紫外光照射触发自由基产生，形成稳定的双交联水凝胶。该水凝胶具有抗肿胀性、强组织附着力和适应组织机械微环境的能力，能抗唾液干扰并具有防粘附表面，防止细菌侵入伤口。这种水凝胶系统操作简单、可减少用药频率并提供治疗效果。
图1 市售牙周炎水凝胶和原位光固化水凝胶示意图
2、前体和水凝胶的物理化学性质
研究人员制备了三种前体P0、PS和PSC，其中PSC含SA和Ca2+，展现出优异的停留性和粘度，适应不规则伤口形状，具备良好的自适应能力和注射后形状保持性。
图2 前体和水凝胶的物理化学性质
3、水凝胶的附着特性
水凝胶的剪切强度接近未处理的组织，达到183.60±16.43 kPa，这是因为水凝胶中酰胺键与组织的相互作用。水凝胶与组织的紧密结合，没有可见间隙或空腔，形成机械互锁结构，提供了强大的密封性能和对冲击、变形的复原力。此外，水凝胶在湿润环境下也能保持对组织的强附着力，在牙周炎治疗中尤为重要。
图3 水凝胶的附着特性
4、水凝胶的生物相容性和伤口保护
使用紫外线对组织损伤程度进行了测试，结果显示照射后皮肤表面无明显烧伤或发红，温度在正常范围内，组织损伤极小。证实了水凝胶良好的血液相容性和细胞相容性，以及在动态潮湿环境中的稳定性和对细菌的屏障特性。
图4 生物相容性和对HSC伤口的长期保护
5、用HSC水凝胶治疗体内牙周炎
通过建立大鼠牙周炎模型，验证了新型水凝胶对牙周炎伤口的治疗效果。结果显示，水凝胶治疗组在牙周间隙闭合、发红减少、骨密度提高、骨吸收减少以及炎症因子降低方面均优于对照组和市售凝胶，证实了水凝胶在牙周炎治疗中的潜在效果。
图5 体内验证
总
结
综上所述，研究人员开发了一种原位光固化水凝胶PSC，通过共混合过程制备，具有高粘度和适应伤口形状的能力。光固化后，形成机械强度高、膨胀率低的水凝胶，与组织通过多种相互作用实现强烈粘附。生物相容性好，能在牙周中持久停留，有效防止细菌渗透，促进伤口愈合。
文章来源：
https://doi.org/10.1002/adma.202413373
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