華南理工邵丹研究員和哥倫比亞大學Kam W. Leong教授課題組 AFM：可注射陽離子型水凝膠清除促炎危險分子治療腹部創傷
2022-04-15 來源：高分子科技
腹部創傷后的細菌感染和過度炎癥可引起危及生命的并發癥，導致多器官衰竭等不利后果。研究表明嚴重腹部創傷與促炎危險因子的過量有關，包括損傷相關分子模式（DAMPs）、病原體相關分子模式（PAMPs）以及促炎因子，其會導致全身炎癥反應失調，促進患者的死亡。多數危險因子（如cfDNA/RNA、CpG ODNs、LPS、HMGB1、TNF-α和IL-1β）以及細菌具有負電荷表面，可通過靜電相互作用與陽離子材料高效結合。因此，開發一種陽離子型水凝膠傷口敷料有望通過清除傷口炎癥微環境中多種負電性促炎因子和細菌，提高干預和治療嚴重腹部創傷的效果。
圖1 水凝膠的合成以及用作治療腹部創傷的傷口敷料的示意圖。
近期，研究者通過席夫堿反應開發了一種以聚乙烯亞胺（PEI）、氨基糖苷類抗生素妥布霉素（Tob）和氧化硫酸軟骨素（OCS）為骨架的可注射陽離子型水凝膠（圖1）。這種水凝膠能夠智能化響應炎癥微環境中低pH釋放抗生素（圖2），從而發揮長效抗菌作用（圖3）。與缺乏PEI或Tob的水凝膠相比，Tob/PEI/OCS水凝膠對帶負電的促炎因子表現出最強的結合能力（圖3），可實現炎癥微環境的快速且有效的調控。在嚴重腹部創傷的小鼠模型中，Tob/PEI/OCS水凝膠顯著減少了局部和全身炎癥及感染，并防止了多器官衰竭，從而將模型動物的生存率由20%提高至100%（圖4），并具有良好的生物降解性和生物安全性。因此，該可注射陽離子型水凝膠具有較好的臨床轉化潛力，可用于預防嚴重腹部創傷后的并發癥，為生物活性水凝膠的開發提供了新思路，亦為高效安全的感染性創傷治療提供了新材料。
圖2 陽離子水凝膠的表征。
圖3 陽離子水凝膠體外清除促炎因子和細菌。
圖4 陽離子水凝膠對嚴重腹部創傷小鼠的治療效果。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202111698
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（責任編輯：xu）
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