前沿文献 | 干货!9月水凝胶文献汇总
- 夏目家的七七
- 2022-11-03
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1.Acta Biomaterialia
可注射性粘合剂自愈生物相容性水凝胶,用于肾单位保留手术中的止血、伤口愈合和术后组织黏连预防
Injectable adhesive self-healing biocompatible hydrogel for haemostasis, wound healing, and postoperative tissue adhesion prevention in nephron-sparing surgery (2022.0917)
摘要:保留肾单位的手术是T1a肾细胞癌患者的一种成熟治疗方法,但是复杂的缝合会延长热缺血时间,影响正常肾实质功能的保存,并引起术后组织黏连并发症,包括慢性腹痛、肠梗阻和女性不育等。因此,迫切需要设计具有止血、术后伤口管理和术后组织黏连预防特性的多功能生物材料,用于保留肾单位的手术。在这项研究中,基于单体丙烯酰-6-氨基酸(AA)和N-丙烯酰2-甘氨酸(NAG)的自由基聚合,以及Ca2+和AA和NAG中丰富的羧基。AA/NAG/Ca水凝胶表现出良好的机械性能、溶胀和粘附性能、柔顺性。体外血液-凝血能力和细胞相容性。体内实验表明,AA/NAG/Ca水凝胶具有止血性能和伤口愈合特性,可以缩短出血时间,减少出血量和组织良好的肾单位结构。腹部-盲肠黏连模型表明,AA/NAG/Ca水凝胶具有优异的抗黏连性能。总而言之,这种多功能水凝胶在肾单位保留手术中表现出了改善止血和伤口管理的潜能,具有很好的临床应用潜力。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36100176/
2.ACS Appl. Mater. Interfaces
一种包含纳米级单宁酸/铁离子复合物的超拉伸、自愈和组织粘合水凝胶敷料,用于治疗细菌感染和促进伤口愈合
Ultrastretchable, self-healable, and tissue-adhesive hydrogel dressings involving nanoscale tannic acid/ferric ion complexes for combating bacterial infection and promoting wound healing (2022, 09116)
摘要:预防细菌感染和加速伤口闭合在伤口愈合过程中至关重要。目前的伤口敷料缺乏足够的机械性能、自愈能力和组织粘附性,而且细菌的杀灭也依赖于抗生素药物的使用。在此研究中,通过丙烯酰胺(AM)、3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)、壳聚糖(CS)和纳米级单宁酸(TA)/铁离子(Fe3+)复合物的简单共聚,构建了一种精心设计的混合水凝胶敷料。所得到的水凝胶具有大量游离的儿茶酚、苯硼酸和羟基,并含有多个氢键、硼酸酯键等可逆的动态键,因此具有令人满意的力学性能、快速的自愈能力和理想的组织粘合性能。受益于TA/Fe纳米复合物的高光热转换效率,水凝胶对革兰氏阳性菌和阴性菌均表现出令人满意的抗菌活性。体内动物实验表明,混合水凝胶有效地清除了伤口部位的生物膜细菌,并加速了感染伤口的愈合过程。总之,开发的多功能水凝胶克服了传统伤口敷料的缺点,有望成为未来生物医学应用的潜在抗菌敷料。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36108772/
3.Nature Communications
具有募集Msx1+干细胞功能的生物活性组织工程用于骨再生治疗
Msx1+ stem cells recruited by bioactive tissue engineering graft for bone regeneration (2022, 0905)
摘要:临界大小的骨缺损通常会导致颅骨不愈合和全层缺损,仍然存在着重建的挑战。在这项研究中,研究者表明神经营养物质补充剂可诱导间充质基质细胞的强大体外扩增,并且结合神经营养物质补充剂的3D打印水凝胶移植物的原位移植可促进临界尺寸骨缺损的全层再生。单细胞RNA测序分析表明,给予治疗后,在体内颅骨愈合过程中产生了独特的原位干/祖细胞图谱。同时,值得注意的是,在原位细胞培养系统移植后,常驻Msx1+骨骼干细胞的局部扩增。此外,增强的颅骨再生伴随着与Msx1+干细胞密切相关的软骨内骨化增加。研究结果说明了针对体内主要细胞亚群的原位细胞培养系统在快速骨组织再生方面具有省时和再生的功效。
原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36064711/
4.Small
具有热响应功能的MXene-DNA水凝胶用于近红外光触发的局部光热-化学协同癌症治疗
Thermal-Responsive MXene-DNA Hydrogel for Near-Infrared Light Triggered Localized Photothermal-Chemo Synergistic Cancer Therapy (2022, 0903)
摘要:刺激响应型DNA水凝胶是癌症治疗有希望的候选者,因为它们不仅具有生物相容性和可生物降解的3D网络结构作为治疗剂的高效载体,而且能够在外部刺激下进行可编程的凝胶到溶液的转变以实现受控递送。在这项研究中,作者通过将DNA水凝胶与作为光热剂的Ti3 C2 TX基MXene和作为负载化疗剂的阿霉素(DOX)相结合,构建了一个用于高效光热-化疗协同癌症治疗的有前景的平台。在近红外(NIR)下,由光热MXene纳米片引起的温度升高触发负载DOX的MXene-DNA水凝胶的转变成溶液状态,此时DNA双链交联结构展开以释放治疗剂用于癌症的局部治疗。MXene-DNA水凝胶系统具有优异的生物相容性和可注射性、动态NIR触发的药物递送以及在温和的高温条件下增强药物的吸收,表现出有效的癌症局部治疗效果,并且可以降低药物毒副作用,提高生物安全性。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36056901/
5.Biomaterials
具有级联酶催化活性的糖尿病免疫调节多功能水凝胶用于细菌伤口治疗
Diabetes immunity-modulated multifunctional hydrogel with cascade enzyme catalytic activity for bacterial wound treatment (2022.0906)
摘要:针对不同阶段不同微环境的糖尿病免疫调节伤口的治疗是一项亟需解决的挑战。在此研究中,葡萄糖氧化酶(GOx)和准无定型Fe2O3共同掺入到Zn-MOF纳米颗粒(F-GZ)中用于级联酶催化活性,不仅可以通过GOx催化消耗伤口中的高血糖,而且在低pH微环境的细菌感染期,通过降解释放的Zn2+与催化产生的羟基自由基协同作用,实现了有效的抗菌作用。同时,在创面恢复期,在较高的pH环境下,通过催化H2O2产生O2,实现了活性氧的清楚和缺氧缓解。随后,进一步通过共聚反应制备了具有可注射、自愈和止血功能及均匀负载F-GZ的多功能水凝胶。这种水凝胶可以加速糖尿病伤口的愈合。更重要的是,能通过释放的Zn2+调节糖尿病免疫,从而有助于恢复胰岛功能,改善葡萄糖耐量和增加胰岛素分泌,从而增强糖尿病伤口的治疗。这项工作设计开创了一种同时进行糖尿病伤口管理的新策略,并提出了一种潜在的糖尿病免疫调节方法。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36088678/
6.Nano Research
具有可控去铁胺释放功能和网状表面的近场电纺PCL纤维/GelMA水凝胶复合敷料用于糖尿病伤口愈合
Near-field electrospum PCL fibers/GelMA hydrogel composite dressing with controlled deferoxamine-release ability and retiform surface for diabetic wounding healing (2022,0903)
摘要:糖尿病引起的创面溃疡是一种典型的慢性创面,由于长期积累的自由基导致组织坏死、血管缺乏,局部组织难以愈合,近场静电纺丝(NFES)是一种用于生产微纳米级可控测序纤维的创新技术。在这项研究中,研究者构建了一种基于NFES聚己内酯(PCL)纤维网络和甲基丙烯酸酐(GelMA)改性明胶水凝胶的新型伤口敷料,以促进糖尿病伤口的血管生成和再上皮化。具有血管生成和抗氧化药物去铁胺(DFO)被封装在GelMA水凝胶中,以实现更适合慢性伤口的缓释效果。细胞黏附实验表明,敷料治疗组的细胞可以附着在表面具有PCL纤维网格的纤维上,并沿着纤维的方向生长,从而有效地从物理结构上调节细胞行为。此外,网格的大孔径(-500 μm)允许细胞穿透孔隙并进入水凝胶表明而不会被阻挡。复合敷料可以促进血管生成而且具有抗氧化活性。动物实验表明,用PCL-GelMA-DFO(PGD)水凝胶治疗的大鼠具有更快的止血、结痂和伤口愈合能力。所以,PGD水凝胶可以有效地促进慢性创面的修复。
全文链接:https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-4813-5
7.Bioactive Materials
通过超声远程控制内源性干细胞的募集和捕获用于骨缺损的原位修复
Remote control of the recruitment and capture of endogenous stem cells by ultrasound for in situ repair of bone defects (2022, 0907)
摘要:基于干细胞的组织工程为修复骨损伤提供了一个有前景的治疗平台。然而,外源性骨髓间充质干细胞(BMSCs)的使用仍面临来源有限、潜在风险等诸多挑战。重要的是开发新的方法来有效地招募内源性BMSCs并捕获它们用于原位骨再生。此研究中,研究者设计了一种声响应支架(ARS),并将其嵌入SDF-1/BMP-2负载的水凝胶中,以获得仿生水凝胶支架复合物(BSC)。SDF-1/BMP-2细胞因子可以通过脉冲超声(p-US)照射从植入的缺损骨的BSC按需释放,将内源性BMSCs募集到骨缺损或BSC部位。伴随着14天的p-US照射,藻酸盐水凝胶被降解,导致ARS暴露于这些募集的宿主干细胞。然后应用正弦连续波超声(s-US)照射来激发ARS固有共振,在其表面周围形成高度局部化的声场并产生增强的声捕获力,这些被招募的内源性干细胞将被捕获再支架上,极大地促进了它们的黏附生长,用于原位骨组织再生。此项研究卫通过声学控制内源性BMSCs修复原位骨损伤提供了一种新颖有效地策略。
全文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22003498
8.Chemical Engineering Journal
一种用杀菌剂作为触发剂构建的具有可控流变特性及降低环境风险的多糖超分子水凝胶
Fungicide itself as a trigger to facilely construct Hymexazol-Encapsulated polysaccharide supramolecular hydrogels with controllable rheological properties and reduced environment risks (2022, 0915)
摘要:具有多孔网络结构的水凝胶由于固有的多功能性能,在药物输送系统中受到了相当大的关注。然而,生物活性分子本身自触发天然聚合物形成自递送水凝胶的策略还没有得到充分利用。在此研究中,将恶霉灵(Hy)添加到海藻酸盐和羧甲基壳聚糖的混合水溶液中,可以自发地引发具有可控流变特性和可调节多功能性的杀菌剂包封的多糖超分子水凝胶的形成。构建的水凝胶是三维多孔结构,具有剪切稀化、自修复、pH和离子强度响应溶胀特性。用水凝胶修饰的土壤表现出增强的保水能力。水凝胶不仅可以减少恶霉灵在土壤中的流失,还可以增加其在疏水界面的滞留能力,显著抑制水滴在疏水表面的破碎和反弹。更重要的是,水凝胶除了具有良好的杀菌性外,与游离恶霉灵水溶液相比,还可以促进小麦种子的发芽,而且表现出明显的生物安全性。
全文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722046745?via%3Dihub
9. ACS Appl. Mater. Interfaces
一种自组装的DNA-银纳米簇结构在体内/体外具有良好的抑菌效果
Inhibition of bacteria in vitro and in vivo by self-assembled DNA-silver nanocluster structure (2022, 0912)
摘要:抗菌纳米材料对细菌感染伤口的愈合具有很大的应用前景。然而,人工抗菌剂的抗菌功效和生物相容性仍然是一个挑战。在此项研究中,研究者采用生物相容性遗传分子DNA作为一种材料来构建抗菌剂,包括自组装的Y形DNA-银纳米簇复合材料(Y-Ag)和Y-Ag水凝胶(Y-Ag-gel)。此研究证明了DNA-Ag复合材料可以有效地抑制细菌生长,但不影响体外细胞增殖。更加值得注意的是,Y-Ag喷射水凝胶可以加速体内伤口愈合的过程。此项研究结果为制造用于治疗性伤口愈合的新型伤口敷料(如水凝胶和喷雾剂)提供了一条有希望的途径。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36097389/
10.Advance Healthcare Materials
一种具有内源性ROS清除和氧气生成能力的纳米酶固定水凝胶用来促进氧化性糖尿病伤口愈合
A nanozyme-immobilized hydrogel with endogenous ROS-scavenging and oxygen generation abilities for significantly promoting oxidative diabetic wound healing (2022, 0913)
摘要:伤口不愈合是糖尿病患者常见的并发症,与高发病率和死亡率相关。工程化治疗性水凝胶在组织再生方面具有独特的优势。然而,它们对于以活性氧(ROS)积累和慢性缺氧为特征的糖尿病伤口的愈合并不理想。在此项研究中,研究者们提出了一种受生物代谢启发的水凝胶,用于改善这种不利的糖尿病微环境。该工程纳米酶增强水凝胶由天然聚合物和金属有机框架衍生的过氧化氢酶模拟的纳米酶组成,不仅可以捕获内源性升高的糖尿病伤口中的活性氧,还可以通过活性氧驱动的产氧能力协同产氧。水凝胶可以保护皮肤细胞免受ROS和缺氧介导的死亡和增殖抑制。用纳米酶增强水凝胶治疗的糖尿病伤口可以诱导巨噬细胞从促炎表型(M1)极化到抗炎表型(M2)。水凝胶敷料显著加快了伤口愈合的速度,可以减轻过渡炎症,有效诱导增殖、上皮再形成、胶原沉积和新生血管形成。这项研究提供了一种基于纳米酶增强水凝胶作为ROS驱动氧合成促进糖尿病伤口愈合的有效策略。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36100580/
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