加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授课题组 《ACS Nano》：生物环境自适应性超分子组装的可注射自愈合水凝胶用于胃穿孔修复

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可注射水凝胶敷料由于其可调控的物理化学性质、高度的生物相容性以及在微创手术中的递送能力，在内部组织损伤修复中具有广阔的应用前景。然而，绝大部分的可注射水凝胶敷料缺乏对胃部生理环境的适应能力，在胃酸环境下的不稳定性限制了其在胃部损伤修复的应用。此外，传统可注射水凝胶的非生物正交固化过程对人体组织及其正常的生理活动存在一定程度的影响与干扰。因此，研究同时具有生物环境自适应能力与生物正交固化过程的多功能可注射水凝胶敷料在内部组织损伤修复中具有重要意义。

近日，加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授课题组与Ravin Narain教授和广州医科大学第五附属医院刘季芳教授合作提出了一种基于生物环境自适应性超分子组装的可注射水凝胶，并探讨了其在胃穿孔修复中的应用。该凝胶由一种ABA三嵌段共聚物构成。聚合物前驱体溶液不仅可以利用生理环境实现物理超分子组装，而且组装所得的凝胶可进一步在胃酸环境中获得自修复、组织粘附、抗生物积垢等功能（图1）。

图1：基于胃环境自适应性超分子组装的可注射水凝胶设计示意图。

受温度调控的溶胶-凝胶转变过程赋予了凝胶良好的可注射性（图2）。同时，在胃酸环境中该凝胶利用输水作用与氢键作用的协同作用可以实现快速自修复（图3）。

图2：受温度调控的溶胶-凝胶转变过程及可其可注射性能。

图3：水凝胶自修复性能

在大鼠模型中，与用于治疗胃穿孔的传统大网膜植入手术相比，使用该凝胶不仅简化了手术过程，并且可以有效减轻术后腹腔黏连等并发症 （图4）。通过病理学分析，该凝胶可有效抑制术后炎症反应，并促进血管再生，加速组织修复（图5）。

图4：超分子水凝胶敷料用于胃穿孔修复。

图5：H&E染色和免疫组织化学染色分析。

该工作近期以“Injectable Self-Healing Hydrogel via Biological Environment-Adaptive Supramolecular Assembly for Gastric Perforation Healing”发表于ACS Nano 。文章的第一作者为汪闻达博士，通讯作者为加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授、Ravin Narain教授，以及广州医科大学第五附属医院刘季芳教授。合作单位为广州医科大学第五附属医院及复旦大学附属华山医院。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01199

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