苏州大学陈倩教授团队Matter：用于伤口闭合的主动收缩和免疫调节敷料
各种类型的创伤，一直是临床关注的焦点，对患者和社会都是重大负担。尽管各种伤口敷料，如纱布、棉絮和水凝胶已被广泛使用，由于其缓慢和被动的愈合行为，在治疗大型或慢性伤口时未有良好效果。为了促进伤口愈合，许多研究通常引入抗菌剂以保护伤口免受致病性感染，以及生物活性剂如生长因子或细胞以加速细胞增殖和组织重塑。尽管如此，此类功能性伤口敷料通常受到复杂制备工艺的限制，而缺少实用价值，并且存在许多问题，例如与药物相关的潜在副作用、高成本和储存困难等问题。除了用抗菌剂和生物活性剂包载于伤口敷料以促进伤口愈合外，通过调节伤口附近的固有免疫细胞，特别是巨噬细胞，在促进组织再生和重塑方面发挥关键作用。已有研究表明，甲基丙烯酸（MAA）类材料可通过促进周围组织的新生血管并调节血管生成相关因子来加速伤口愈合。因此，如何设计具有免疫调节能力的工程伤口敷料可能是一种潜在的策略，以实现在无需额外药物的情况下促进伤口愈合。
近年来，粘性水凝胶作为伤口敷料引起了广泛关注。然而，通过引入了各种药物或细胞促进伤口愈合的传统敷料通常效果有限，并受到复杂的制造过程的限制而缺少实际应用价值。基于此，苏州大学陈倩教授团队最近开发了一种主动收缩和免疫调节敷料PNIPAm-PMAA（PNIPAm-P），其主要是由具有半互穿网络结构的温度敏感水凝胶组成。这种水凝胶敷料以“干湿分离”的形式进行储存，冷冻干燥的水凝胶和无菌盐水分别密封在两个单独的包装中，使用时只需撕开中间的密封层，摇动几下，水凝胶即可遇水膨胀，牢固粘附在伤口附近皮肤，然后提供机械收缩力来促进收缩伤口，促进伤口愈合。与此同时，穿插在水凝胶网络中的聚（甲基丙烯酸）（PMAA）可以通过增加新生血管的形成和调节炎症反应来进一步促进伤口愈合。在小鼠和猪伤口模型中，该敷料验证了由主动收缩和调节炎症反应两方面协同作用来实现的加速伤口愈合的可行性和有效性。这种机械生物学和免疫调节功能敷料可能为伤口管理提供新的途径。文章以“Mechanically active adhesive and immune regulative dressings for wound closure”为题发表在Matter上。
具体而言，这种主动收缩和免疫调节PNIPAm-PMAA（PNIPAm-P）水凝胶是温度敏感单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）通过自由基聚合反应合成的，形成的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）作为主网络，通过引入了聚甲基丙烯酸（PMAA）以进一步形成半互穿网络。这种 PNIPAm-P 水凝胶与现有的组织敷料相比具有许多独特的优势，包括通过共价交联实现与组织紧密结合、通过温敏收缩提供机械力来主动收缩伤口、免疫调节和易于储存和使用（图1）。此外，这种PNIPAm-P水凝胶可以通过与组织的强粘附、机械力收缩伤口、促进血管生成、沉积胶原蛋白和减少炎症等协同作用有效加速小鼠和猪模型的伤口愈合（图2和图3）。此外，这种 PNIPAm-P 水凝胶在其他生物医学方面也表现出广泛的应用，例如糖尿病伤口愈合和体内组织缺损修复。因此，这种易于制备且储存的水凝胶敷料可为伤口愈合提供新的治疗策略，并在生物支架、药物输送以及可穿戴或可植入医疗设备领域指明新的方向。
图1. PNIPAm-P 水凝胶敷料的示意图和表征
图2. PNIPAm-P水凝胶对小鼠伤口模型愈合的影响
图3. PNIPAm-P水凝胶对猪伤口模型愈合的影响
苏州大学FUNSOM研究院硕士研究生胡佳颖和博士后韦婷是该文的共同第一作者， 苏州大学FUNSOM研究院陈倩教授是该文的通讯作者。该研究得到了国家研究项目，国家自然科学基金，江苏省自然科学基金，苏州纳米科技协同创新中心和中国教育部111项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.06.044
导师介绍：
http://funsom.suda.edu.cn/7c/b0/c2735a294064/page.htm
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