合肥工业大学何涛教授团队和陆杨教授团队合作研发出用于耐药性细菌感染伤口处理的可喷涂原位成型水凝胶
近日，合肥工业大学化学与化工学院何涛教授团队和陆杨教授团队合作成功研发一种温敏性复合水凝胶，可喷涂在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染的伤口上原位形成稳定的抗菌敷料。相关成果以“Thermoresponsive in Situ Forming Hydrogel with Sol-Gel Irreversibility for Effective Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infected Wound Healing”为题发表在美国化学会ACS Nano（影响因子13.709），这项研究工作为设计满足特定环境需求的非化学反应交联响应水凝胶提供了一种新的策略。该论文共同第一作者为博士研究生闫旭和方蔚伟，通讯作者为何涛教授和陆杨教授。
原位成型水凝胶具有可注射、快速凝胶化和生物相容性，因而可以作为一种创面敷料。但是通过化学反应(如Michael加成、click chemistry、Schiff base、酶介导或光交联反应)构建的原位水凝胶需要额外的有机交联剂和催化剂，实际使用中存在不便，且残留反应物具有潜在的风险。通过氢键、链缠结和配位来构建的原位水凝胶避免了有机交联剂的需求，但是在没有环境刺激的情况下水凝胶可以发生可逆相转变，导致伤口敷料的失效。因此非化学交联的稳定水凝胶有助于开发新型液体创口贴。
何涛教授课题组和陆杨教授课题组合作，将温敏性嵌段聚合物 p(NPIAM-co-n-BA)-PEG- p(NPIAM-co-n-BA) (PEP)和抗菌性的载银石墨烯纳米片（AG）复合，可以喷涂在皮肤创伤上原位快速形成凝胶，同时能够充分填充处理深的切割伤口。该凝胶对处理耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA) 感染的伤口效果显著。与具有可逆的溶胶-凝胶转变的传统热响应水凝胶相比，该PEP-AG水凝胶形成后即使温度降低到5℃仍能长时间保持凝胶状态，表现出特殊的溶胶-凝胶不可逆性。研究结果表明，PEP-AG水凝胶特殊的溶胶-凝胶不可逆性来自于PNIPAM链和AG纳米片之间的协同相互作用。因此，该PEP-AG水凝胶可以作为高纬度、寒冷地区或者冬季户外活动时的新型液体创口贴。
图1. 具有溶胶-凝胶不可逆性的PEP-AG温敏性水凝胶。
图2. 通过喷雾在皮肤上原位形成的PEP-AG水凝胶及其特殊的溶胶-凝胶不可逆性。
上述工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、安徽省自然科学基金以及中国博士后基金等项目的资助。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b02845
来源：合肥工业大学化学与化工学院
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