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華南理工邵丹研究員和哥倫比亞大學(xué)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(chuàng)傷
2022-04-15  來源:高分子科技

  腹部創(chuàng)傷后的細(xì)菌感染和過度炎癥可引起危及生命的并發(fā)癥,導(dǎo)致多器官衰竭等不利后果。研究表明嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷與促炎危險因子的過量有關(guān),包括損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)、病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)以及促炎因子,其會導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)失調(diào),促進(jìn)患者的死亡。多數(shù)危險因子(如cfDNA/RNA、CpG ODNs、LPS、HMGB1、TNF-α和IL-1β)以及細(xì)菌具有負(fù)電荷表面,可通過靜電相互作用與陽離子材料高效結(jié)合。因此,開發(fā)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(huán)境中多種負(fù)電性促炎因子和細(xì)菌,提高干預(yù)和治療嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷的效果。



水凝膠的合成以及用作治療腹部創(chuàng)傷的傷口敷料的示意圖。

 

  近期,研究者通過席夫堿反應(yīng)開發(fā)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(yīng)炎癥微環(huán)境中低pH釋放抗生素(圖2),從而發(fā)揮長效抗菌作用(圖3)。與缺乏PEITob的水凝膠相比,Tob/PEI/OCS水凝膠對帶負(fù)電的促炎因子表現(xiàn)出最強的結(jié)合能力(圖3),可實現(xiàn)炎癥微環(huán)境的快速且有效的調(diào)控。在嚴(yán)重腹部創(chuàng)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,從而模型動物的生存率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(zhuǎn)化潛力,可用于預(yù)防嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷后的并發(fā)癥,為生物活性水凝膠的開發(fā)提供了新思路,亦為高效安全的感染性創(chuàng)傷治療提供了新材料。


 

2 陽離子水凝膠的表征。

 

 

3 陽離子水凝膠體外清除促炎因子和細(xì)菌。

 

 

圖4 陽離子水凝膠對嚴(yán)重腹部創(chuàng)傷小鼠的治療效果。


  該工作以"An Injectable Antibiotic Hydrogel that Scavenges Proinflammatory Factors for the Treatment of Severe Abdominal Trauma"為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。通訊作者是華南理工大學(xué)邵丹研究員和美國哥倫比亞大學(xué)Kam W. Leong教授。

 

  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202111698
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