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  近日，北京化工大學(xué)材料學(xué)院的徐福建教授/李楊副教授團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》上發(fā)表了題為“Adaptable Hydrogel with Strong Adhesion of Wet Tissue for Long Term Protection of Periodontitis Wound”的研究論文。

  牙周炎是全球發(fā)病率第六高的慢性疾病，表現(xiàn)為牙菌斑附著、牙周袋形成、牙槽骨吸收和牙齒松動(dòng)等。口腔動(dòng)態(tài)環(huán)境，進(jìn)食，呼吸，以及變異鏈球菌、牙齦卟啉單胞菌和金黃色葡萄球菌等病原微生物的存在都會(huì)加重牙周炎的病情，并使牙周炎傷口極易受到微生物的侵襲。傳統(tǒng)的治療方法，包括機(jī)械清創(chuàng)和藥物治療，只能暫時(shí)緩解病情，無(wú)法提供長(zhǎng)期保護(hù)，使傷口暴露在外部環(huán)境中。

  水凝膠作為一種高含水量的交聯(lián)三維支架材料，除了作為給藥載體外，還能起到保護(hù)傷口的屏障作用。然而，口腔潮濕動(dòng)態(tài)的環(huán)境對(duì)水凝膠的長(zhǎng)期有效性提出了挑戰(zhàn)。商用水凝膠通常存在機(jī)械強(qiáng)度低，與組織粘附性差的問(wèn)題，很容易被唾液沖走。盡管做了很多在功能化的研究，但現(xiàn)有的水凝膠仍在向強(qiáng)粘附和低溶脹方向努力。有限的穩(wěn)定性使它們只能在目標(biāo)組織上保持幾小時(shí)。因此，在臨床實(shí)踐中通常需要反復(fù)換藥，導(dǎo)致保護(hù)不足和容易感染。

  為了實(shí)現(xiàn)水凝膠在牙周組織上的長(zhǎng)期附著，必須滿足兩個(gè)關(guān)鍵的先決條件：與組織的強(qiáng)附著力和水凝膠的低溶脹性。強(qiáng)附著力對(duì)于抵御外力破壞至關(guān)重要，而低溶脹性則有助于最大限度地減少水分子擴(kuò)散和膨脹應(yīng)力對(duì)粘附的削弱作用。由于牙周組織表面光滑且不規(guī)則，因此將水凝膠有效附著在牙周組織上尤其具有挑戰(zhàn)性，這使得預(yù)先制備的水凝膠貼片的附著和覆蓋變得復(fù)雜。對(duì)于原位固化的水凝膠，固化前的前體溶液粘度較低，這使得與組織表面附著和保持接觸的過(guò)程更加復(fù)雜。解決這一難題的潛在辦法是設(shè)計(jì)一種能留在牙周組織中的凝膠狀前體，確保固化后具有強(qiáng)粘附性和低溶脹性。

圖5.牙周炎的體內(nèi)治療。

  在這項(xiàng)工作中，研究者設(shè)計(jì)了一種原位光固化水凝膠，它具有優(yōu)異的傷口順應(yīng)性，且能與牙周傷口牢固粘合。前驅(qū)體預(yù)凝膠PSC通過(guò)簡(jiǎn)單共混制備，海藻酸鈉和Ca²⁺的離子交聯(lián)增加了體系的粘度，可以短暫停留。PSC可以注射并適應(yīng)傷口形狀。在光照下，NAGA和AANHS快速聚合，形成堅(jiān)固強(qiáng)韌的水凝膠。PNAGA的雙氫鍵和預(yù)交聯(lián)離子鍵之間確保了水凝膠的高機(jī)械強(qiáng)度和低溶脹率。水凝膠與組織之間表現(xiàn)出多種相互作用，包括填充和固化產(chǎn)生的機(jī)械互鎖、PNAGA與組織之間的氫鍵以及AANHS與組織之間的酰胺鍵。這些物理和化學(xué)作用使水凝膠與組織之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的界面粘附力。高效的光聚合過(guò)程也為水凝膠提供了強(qiáng)度，同時(shí)水凝膠還具有極佳的生物相容性。這種水凝膠具有出色的濕組織粘附性，可在牙周停留5天，優(yōu)于臨床上使用的膏狀水凝膠和其他已報(bào)道的口腔生物粘合劑。它的高交聯(lián)密度和強(qiáng)大的組織粘附力能有效防止細(xì)菌滲透，為傷口提供持久保護(hù)。在牙周炎傷口模型中，水凝膠在保護(hù)傷口、減少炎癥和促進(jìn)牙槽骨修復(fù)方面表現(xiàn)出了治療效果。這項(xiàng)研究為設(shè)計(jì)新型、持久的口腔醫(yī)療敷料提供了有意義的啟發(fā)。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202413373