加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授課題組 《ACS Nano》：生物環境自適應性超分子組裝的可注射自愈合水凝膠用于胃穿孔修復
可注射水凝膠敷料由于其可調控的物理化學性質、高度的生物相容性以及在微創手術中的遞送能力，在內部組織損傷修復中具有廣闊的應用前景。然而，絕大部分的可注射水凝膠敷料缺乏對胃部生理環境的適應能力，在胃酸環境下的不穩定性限制了其在胃部損傷修復的應用。此外，傳統可注射水凝膠的非生物正交固化過程對人體組織及其正常的生理活動存在一定程度的影響與干擾。因此，研究同時具有生物環境自適應能力與生物正交固化過程的多功能可注射水凝膠敷料在內部組織損傷修復中具有重要意義。
近日，加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授課題組與Ravin Narain教授和廣州醫科大學第五附屬醫院劉季芳教授合作提出了一種基于生物環境自適應性超分子組裝的可注射水凝膠，并探討了其在胃穿孔修復中的應用。該凝膠由一種ABA三嵌段共聚物構成。聚合物前驅體溶液不僅可以利用生理環境實現物理超分子組裝，而且組裝所得的凝膠可進一步在胃酸環境中獲得自修復、組織粘附、抗生物積垢等功能（圖1）。
圖1：基于胃環境自適應性超分子組裝的可注射水凝膠設計示意圖。
受溫度調控的溶膠-凝膠轉變過程賦予了凝膠良好的可注射性（圖2）。同時，在胃酸環境中該凝膠利用輸水作用與氫鍵作用的協同作用可以實現快速自修復（圖3）。
圖2：受溫度調控的溶膠-凝膠轉變過程及可其可注射性能。
圖3：水凝膠自修復性能
在大鼠模型中，與用于治療胃穿孔的傳統大網膜植入手術相比，使用該凝膠不僅簡化了手術過程，并且可以有效減輕術后腹腔黏連等并發癥 （圖4）。通過病理學分析，該凝膠可有效抑制術后炎癥反應，并促進血管再生，加速組織修復（圖5）。
圖4：超分子水凝膠敷料用于胃穿孔修復。
圖5：H&E染色和免疫組織化學染色分析。
該工作近期以“Injectable Self-Healing Hydrogel via Biological Environment-Adaptive Supramolecular Assembly for Gastric Perforation Healing”發表于ACS Nano 。文章的第一作者為汪聞達博士，通訊作者為加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授、Ravin Narain教授，以及廣州醫科大學第五附屬醫院劉季芳教授。合作單位為廣州醫科大學第五附屬醫院及復旦大學附屬華山醫院。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01199
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