用于創(chuàng)傷愈合以及軟組織修復(fù)

●創(chuàng)新點(diǎn)

水凝膠是一種具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的生物醫(yī)用材料，既可以作為機(jī)體保護(hù)屏障防止細(xì)菌感染，又能為組織再生提供合適的微環(huán)境。對(duì)機(jī)體組織和植入物具有雙面黏性的水凝膠具有巨大的臨床應(yīng)用潛力。一方面，對(duì)組織具有高黏合性的水凝膠可以把受損組織黏合在一起，防止因常規(guī)縫合引起的瘢痕組織形成。另一方面，對(duì)材料具有高黏合性的水凝膠可充當(dāng)植入材料的生物相容性涂層，用于固定植入物、監(jiān)測(cè)人體活動(dòng)以及避免術(shù)中或術(shù)后植入物的脫位。此外，具有一定生物活性并能加速組織再生的水凝膠不僅能促進(jìn)細(xì)胞遷移、增殖和分化，還能促進(jìn)創(chuàng)傷愈合過(guò)程中的血管形成，從而顯著縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間，對(duì)創(chuàng)傷愈合以及軟組織修復(fù)具有重要意義。然而，獲得兼具雙面黏性和生物活性的多功能水凝膠仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。最近，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所常江教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種被稱(chēng)為生物玻璃（BG）的無(wú)機(jī)材料可以賦予水凝膠雙面黏性，幫助水凝膠牢固地黏附在組織受損部位以及植入物上。與傳統(tǒng)玻璃不同，生物玻璃具有更開(kāi)放的硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)，可釋放出多種離子，賦予水凝膠生物活性，促進(jìn)組織再生，并同時(shí)抵抗機(jī)體免疫排斥反應(yīng)。

●方法和結(jié)果

常江教授團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)對(duì)海藻酸鈉（SA）和γ-聚谷氨酸（γ-PGA）這兩種高分子材料進(jìn)行改性，分別制備得到氧化海藻酸鈉（OSA）和己二酸二酰肼改性的γ-聚谷氨酸（ADH-γ-PGA），然后再將45S5生物玻璃加入氧化海藻酸鹽溶液中，制備出新型生物玻璃/氧化海藻酸鈉復(fù)合水凝膠。生物玻璃的多功能性賦予了水凝膠雙面黏性和生物活性。一方面，生物玻璃可通過(guò)提供堿性微環(huán)境，加速亞胺鍵的形成，促進(jìn)氧化海藻酸鈉與周?chē)M織表面氨基形成鍵合，從而提高組織鍵合強(qiáng)度，增強(qiáng)水凝膠對(duì)組織的黏性。另一方面，生物玻璃釋放出大量鈣離子，后者能夠與水凝膠基質(zhì)的羧基之間形成螯合，從而使水凝膠對(duì)植入材料具有黏性。此外，生物玻璃釋放出的硅離子還可以促進(jìn)血管生成和組織再生，從而賦予復(fù)合水凝膠生物活性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，這種新型多功能水凝膠可以用于傷口閉合和軟組織創(chuàng)傷愈合。

應(yīng)用前景

近年來(lái)糖尿病發(fā)病率逐年攀升，該疾病所導(dǎo)致的難愈合性皮膚創(chuàng)傷修復(fù)與再生面臨巨大的挑戰(zhàn)。常江教授團(tuán)隊(duì)將無(wú)機(jī)生物材料復(fù)合在天然水凝膠三維網(wǎng)絡(luò)中，制備得到的新型多功能水凝膠能夠促進(jìn)創(chuàng)傷區(qū)域血管生成，顯著提高皮膚創(chuàng)面的愈合速度。該研究擴(kuò)展了傳統(tǒng)生物陶瓷材料的應(yīng)用范圍，在軟組織創(chuàng)傷修復(fù)應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。