可植入生物材料和生物醫(yī)學器件植入后所引起的異物反應（Foreign Body Response）會嚴重阻礙其功能，甚至導致失效。克服植入材料的FBR 反應，開發(fā)具有高度免疫相容性的生物材料仍然是一個艱巨的挑戰(zhàn)。
近期，浙江大學張鵬研究員、王幽香副教授等人受人類蛋白質表面谷氨酸（E）和賴氨酸（K）殘基富集的啟發(fā)，開發(fā)了一類具有E和K交替序列的兩性離子多肽水凝膠（ZIP），并研究了其作為可植入材料的異物免疫排異反應。ZIP水凝膠在小鼠皮下植入2周后引起的炎癥極小，在6個月后沒有明顯的膠原囊包裹。重要的是，這些水凝膠在食蟹猴動物模型中也同樣能夠有效抵抗異物反應至少 2個月。此外，通過調整交聯程度或氨基酸單體的光學異構體，可以控制凝膠的酶降解性能。ZIP水凝膠的長期異物反應抵抗性和可控的降解性為其廣泛的生物醫(yī)學應用開辟了新的可能性。相關工作以“Poly(glutamic acid-lysine) Hydrogels with Alternating Sequence Resist the Foreign Body Response in Rodents and Non-human Primates”為題發(fā)表在Advanced Science。
圖1 ZIP水凝膠的設計與體外實驗
圖2 ZIP高頻超聲成像表征植入后水凝膠厚度隨時間的變化
圖3植入后2周的炎癥標志物染色和細胞因子陣列分析
圖4 ZIP水凝膠在小鼠模型中的長期抗纖維化作用
圖5 ZIP水凝膠在非人靈長類模型中的長期抗纖維化作用
作者最后介紹道，最近的研究表明，與適應性免疫相關的細胞也在異物反應過程中起著關鍵作用。在本研究中，他們沒有調查ZIP水凝膠植入對與適應性免疫相關的細胞（如T細胞）的影響。未來的研究可以探索這一方面，以更好地理解ZIP水凝膠的特異性抗纖維化機制。顯著的抗纖維化特性和可調節(jié)的酶降解行為的結合，使ZIP水凝膠成為植入式生物材料和生物醫(yī)學器械領域中多種應用的極具前景的選擇。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202308077
