郑文富/杨光/蒋兴宇《AFM》:一分钟快速制备导电、可注射、自愈合凝胶用于伤口修复

皮肤创伤,尤其是那些因受伤或疾病而严重受损的皮肤伤口,因为无法立即自行修复,愈合不良可能会导致功能损失甚至死亡。伤口敷料对于修复皮肤和重建皮肤功能至关重要。常规敷料如纱布需要经常更换,这会增加感染的风险并带来继发性损害和痛苦。

然而,很少有研究关注身体活动部位如膝盖、手腕、脚踝和项枕(脖子的后部)的皮肤创伤愈合。由于这些伤口的频繁活动,使用没有优良顺应性和自我修复能力的普通敷料可能会导致继发性损伤,不可避免地导致疼痛,延长愈合时间,甚至造成残疾。即使伤口愈合后,在异常伤口愈合过程中形成的疤痕仍将继续影响活动性。

最近开发的敷料材料,例如水凝胶,可以潜在地解决与伤口愈合相关的问题,如继发性损伤,渗出液的保留,细菌感染,脱水,伤口溃疡和疤痕形成。但是,当用于运动剧烈部位的皮肤伤口时,水凝胶敷料仅具有柔韧性是不够的,还需要具有自我修复性能以确保在活动过程中发生破裂时可以自发愈合。

一方面,凝胶的柔韧性能保持静态伤口或小运动伤口上敷料的完整性;另一方面,具有自愈特性通常伴随着可注射性,可注射的水凝胶可轻松填充不规则形状或较深的伤口,同时凝胶的自愈合能力能够实现快速的自我修复,延长了敷料的使用寿命,并以自然的方式保持伤口,从而促进愈合过程。

郑文富/杨光/蒋兴宇《AFM》:一分钟快速制备导电、可注射、自愈合凝胶用于伤口修复

然而,已报道的自愈合凝胶体系大部分需要复杂的合成过程或者引入有潜在毒性的交联剂,极大限制了自愈合凝胶的应用。此外,常见的动物伤口模型,通常都是利用鼠的背部区域,很少有考虑到频繁运动对于伤口的影响。因此,迫切需要开发和制备简单、生物相容性好的自愈合凝胶敷料,以及探索合适的动物模型来评价敷料的性能。

鉴于此,中国科学院大学郑文富教授、华中科技大学杨光教授和南方科技大学蒋兴宇教授联合报道了一种能够快速制备的导电、可注射、自愈合水凝胶,并将其用于频繁活动部位(如后颈部)伤口的修复。相关研究以“Rapid fabrication of self-healing, conductive and injectable gel as dressings for healing wounds in stretchable parts of the body”为题,发表在Advanced Functional Materials上。华中科技大学博士生李思祥和南方科技大学博士生王乐为文章的共同第一作者。

本文亮点:

1.该凝胶基于阳离子瓜尔胶(CG),可通过简单的酸促进CG水解,碱促进凝胶化两步法来实现1分钟快速制备瓜尔胶基凝胶(GS)。此外,將市售的酸性、导电的PEDOT:PSS水溶液作为酸成分,能够轻易地将凝胶功能化,能够在一分钟快速制备出导电、可注射、自愈合的PEDOT:PSS/瓜尔胶凝胶(PPGS)。

2、CG和PPGS都具有可注射和自愈合能力,赋予了水凝胶随所附目标环境拓扑变化而重新阻止其形状的能力,即自修复和保持敷料的完整性。

3、作为原理验证试验,作者选用频繁运动的大鼠后颈部(nape)来进行伤口造模,并探索了CG和PPGS的愈合效果。结果表明,具有导电性的PPGS可以有效促进伤口愈合,在组织工程和生物医学领域具有巨大的潜力。

郑文富/杨光/蒋兴宇《AFM》:一分钟快速制备导电、可注射、自愈合凝胶用于伤口修复

参考文献:

Rapid Fabrication of Self-Healing, Conductive, and Injectable Gel as Dressings for Healing Wounds in Stretchable Parts of the Body. Adv. Funct. Mater. 2020, 2002370. DOI:10.1002/adfm.202002370

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202002370

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