烟台大学李思迪博士、刘洪亮教授和天津大学赵瑾教授:由物理双交联微凝胶集成的组织粘附、可拉伸/压缩水凝胶用于动态伤口护理

文摘   2024-08-09 15:51   美国  
图1. 设计脱水物理双交联微凝胶(DPDMs)用于动态伤口一体化处理 A) DPDMs在遇到生理盐水后,通过静电和氢键作用,原位转变为兼具拉伸和压缩能力的粘合凝胶;B)通过DPDMs实现伤口一体化处理示意图;C)DPDM-Gel的压缩和拉伸韧性,与现存用于伤口处理的原位凝胶相比,DPDM-Gel表现出优异的拉伸和压缩韧性;D)DPDM-Gel的组织粘合性能,DPDM-Gel表现出与商品化纤维蛋白粘合剂类似的组织粘合能力E)DPDM-Gel实现大鼠颈部切口伤口的一体化处理照。

      连续促进动态伤口的止血、闭合及愈合从而实现伤口一体化处理在临床实践中具有重要意义。然而,由于动态伤口的湿润性和动态性,通过常规组织粘合剂实现动态伤口的一体化护理极具挑战。烟台大学李思迪博士、刘洪亮教授和天津大学赵瑾教授等将物理可逆交联特性和双交联特性结合,构建了一种脱水物理双交联微凝胶(DPDMs)。可逆交联特性可使DPDMs结合在一起,而双交联特性可加固结合后的凝胶网络。研究以DPDMs为基础构筑单元,制备了一种原位成型的强韧粘合凝胶(DPDM-Gels)。这种粘合凝胶表现出优异的拉伸及压缩性能,与商品化粘合剂接近的组织粘合性能。此外,DPDM-Gels在动态环境中可保持力学和粘合稳定性。当施加于伤口处时,DPDMs可在伤口处原位形成凝胶,有效促进动态伤口止血,闭合及愈合,从而实现伤口一体化处理。

图2. 不同伤口通过DPDM-Gels止血的情况。A) 穿刺肝脏止血的照片。比例尺:2cm。B) 划伤肝脏止血的照片。比例尺:2cm。C) 未经治疗(对照组)或使用A-NMp DPDMs处理的穿刺或划伤肝脏的出血量。D) 心脏损伤的制造和心脏损伤出血的照片。比例尺:0.5cm。E) 向损伤部位添加A-NMp DPDMs并评估止血效果的照片。比例尺:0.5cm。F) 未经治疗(对照组)或使用A-NMp DPDMs处理的心脏损伤出血量。G) A-NMp DPDMs止血过程的示意图和照片。比例尺:1cm。H) 未经治疗(对照组)或使用A-NMp DPDMs处理的穿刺股动脉出血量。I) 未经治疗(对照组)或使用A-NMp DPDMs处理的穿刺股动脉止血时间。J) 使用A-NMp DPDMs处理后能承受多次压缩或拉伸的股动脉照片。比例尺:0.5cm。

作者简介:
      烟台大学青年博士李思迪为本文第一作者,烟台大学李思迪博士,刘洪亮教授和天津大学赵瑾教授为本文通讯作者。

      李思迪,烟台大学化学化工学院青年博士,主要从事高分子凝胶组织粘合剂的研究,主持国家自然科学基金青年项目,山东省自然科学基金青年项目,烟台先进材料与绿色制造山东省实验室基础研究开放课题。近五年,以第一或通讯作者在Adv. Funct. Mater.,Chem. Eng. J.等著名期刊发表SCI收录论文十余篇。

      赵瑾,天津大学材料学院教授,主要研究方向为可注射水凝胶,生物粘合材料,仿生材料制造,骨组织工程材料。主持国家重点研发计划子课题,国家自然科学基金青年及面上项目,天津市自然科学基金面面上项目等多个国家及省部级科研项目,近5年,Adv. Funct. Mater.,Adv. Healthc. Mater.,Chem. Eng. J.等多个著名期刊发表SCI论文20余篇。

      刘洪亮,烟台大学化学化工学院教授,烟台大学拔尖人才,山东省泰山学者青年专家。主要研究方向为仿生智能界面材料,柔性导电材料以及超浸润分离膜材料。主持多项国家及省部级基金,以第一或通讯作者在Chem, J. Am. Chem. Soc.,Adv. Mater.,Adv. Funct. Mater.,Nano Energy,Mater. Horiz.,Small等期刊发表SCI论文40余篇,申请中国发明专利5项。

论文信息:
Sidi Li*, Wenguang Dou, Weijun Ji, Xueping Li, Ning Chen, Yunpeng Ji, Xiaojun Zeng, Peng Sun, Yansheng Li, Chan Liu, Honglei Fan, Yonglin Gao, Kongyin Zhao, Jin Zhao*, Hongliang Liu*, Xin Hou, Xubo Yuan, Tissue-adhesive, stretchable and compressible physical double-crosslinked microgel-integrated hydrogels for dynamic wound care. Acta Biomaterialia, 2024.

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.06.030
50天开放链接:https://authors.elsevier.com/a/1jOcf6CFjZU1Xn

      本研究受国家自然科学基金(52203280,52273145,22375172),山东省自然科学基金(ZR2022QE040,ZR2020LZL010),国家重点研发计划(2022YFB4703500),青年泰山项目(tsqn202103053)及烟台市科技创新发展计划基础研究项目(2022YTJC06002541)资助。

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