南昌大学范杰平教授课题组在基于天然药物的低分子量超分子水凝胶上的新进展

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低分子量超分子水凝胶（LMWSHs）是一种低分子量凝胶因子的三维超分子自组装体。传统的聚合物水凝胶主要基于共价交联的网络，而超分子水凝胶中的网络是通过凝胶因子之间的非共价相互作用形成的，包括静电相互作用、氢键、疏水相互作用和范德华力等。LMWSHs可以积聚大量的水或生物流体，同时还具有易设计和环境刺激响应的特点，故在生物医学应用、环境修复等方面受到了极大的关注。基于天然药物简单有机盐的热诱导溶胶-凝胶相变的LMWSHs鲜有报道。

图1. 不同浓度的[Choline][OA]的溶胶/凝胶的热响应行为

范杰平教授团队通过酸碱反应以天然药物齐墩果酸（OA）和胆碱（Choline）为原料制备简单有机盐（([Choline][OA]），并以[Choline][OA]为凝胶因子，在水中制备了LMWSHs。该LMWSHs表现出有趣的热响应相转变行为，如图1所示，当浓度低于39.0 mg mL^-1时（图1A），在实验温度范围内不能形成水凝胶，但是随温度升高，溶胶发生不可逆的透明-混浊转变的现象；当浓度在39.0～45.0 mg mL^-1（图1B）之间时，室温条件下形成溶胶，当温度升高发生溶胶-凝胶相转变，同时透明度下降，冷却后凝胶又可变回溶胶；当浓度大于45.0 mg mL-1时（图1C），室温下即可形成水凝胶，当温度升高仍为凝胶态，但发生不可逆的透明-混浊转变。图2d中LMWSHs的弹性和黏性模量都随温度的升高和提高，说明升高温度有利于该超分子水凝胶的形成。通过偏光显微镜发现，温度升高，体系中有松针状晶体析出，这可能是透明度下降的原因。

图2. LMWSHs的可注射性和稳定性(a,b,c)、流变（d）及药物（栀子苷）（e）释放曲线

以该LMWSHs为载体材料，进行药物体外释放实验发现，阿霉素几乎不能从LMWSHs释放，栀子苷可以缓慢地释放出来，这主要归因于凝胶因子[Choline][OA]自组装形成内疏水外亲水的超分子结构。此外，他们以前的工作发现用[Choline][OA]对HepG2细胞的IC₅₀值为31.66 μmol L^-1，这些结果表明基于[Choline][OA]的LMWSHs不仅可以用作药物递送载体，而且由于天然产物本身的药理活性，还可以对疾病具有辅助协同治疗作用。

如果图3所示，范杰平教授团队发现其它阳离子的齐墩果酸有机盐也具有类似的性质。

图3. 其它阳离子的齐墩果酸有机盐形成的LMWSHs

以上相关成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces 2021。主要工作由硕士生钟辉和袁天桃完成，通讯作者为范杰平教授。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.1c05800

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