天大董岸杰教授等《ACS AMI》：新一代伤口敷料 - 仿皮肤力学性能和生物学功能的两性离子水凝胶伤口敷料

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烧伤是世界上最严重、最棘手的伤口之一。烧伤创面通常具有创面面积大、形状不规则、脆弱、敏感等特点，极易感染。因此，烧伤愈合仍然是一个重大的临床挑战。然而，传统的烧伤创面敷料，如纱布等，在吸收创面渗出液后，容易粘附在创面上，在更换过程中容易撕裂新组织，对创面造成二次损伤。因此，理想的烧伤创面敷料应能很好地适应不规则的创面形状，可以随时操作和按需移除，加速伤口愈合过程，改善烧伤患者的预后。水凝胶因其良好的生物相容性、高含水量、与自然组织高度相似性被认为是潜在的伤口敷料材料。尽管针对烧伤伤口的研究很多，但仍需要解决几个重要的挑战。例如，大多数传统的水凝胶敷料机械性能较弱，无法与人类皮肤的机械性能相匹配。此外，皮肤作为人体最外层屏障，可以防止身体脱水，保护身体免受病原体入侵，并执行生物功能。因此新一代皮肤敷料不仅能有效促进伤口的修复，还应维持受损皮肤的部分生物功能特定的功能，如保湿、耐温等。迄今为止，能同时满足上述要求的烧伤创面愈合的水凝胶敷料还较少。

近期，天津大学董岸杰教授和中国医学科学院北京协和医学院王伟伟教授合作设计了一种新一代的伤口敷料，不仅具有可逆的组织粘附性从而避免伤口的二次损伤，同时其类皮肤的力学性质、长期保湿性和温度耐受性可以提供皮肤自适应性和部分生物学功能，从而促进烧伤伤口的愈合。该成果以题为“Skin-Adaptable, Long-Lasting Moisture, and Temperature-Tolerant Hydrogel Dressings for Accelerating Burn Wound Healing without Secondary Damage”发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》。

本文通过甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)、N-丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)和二甲基丙烯酸羧酸甜菜碱(CBMAX)在甘油/水二元溶剂中自由基聚合制备了一种新型的双交联多功能水凝胶——PSNC水凝胶。通过优化物理交联和化学交联的比例，赋予水凝胶具有与皮肤相似的力学性能。此外，由于水凝胶具有良好的组织黏附性和自愈合能力，其皮肤适应性强，能够承受皮肤变形而不破裂或脱粘。此外，甘油/水二元溶剂可以有效地防止了自由水的结晶和蒸发，使水凝胶不仅具有持久保湿力，而且在-20-60℃范围内具有良好的温度耐受性。PSNC水凝胶能有效加速烧伤创面愈合，并可借助生理盐水按需移除，而不会造成二次损伤。这种新型PSNC两性离子水凝胶可能成为治疗烧伤创面和组织再生的候选材料。图1  PSNC水凝胶示意图

图2  PSNC水凝胶的力学和理化性质

图3  PSNC水凝胶的粘附性

图4  PSNC水凝胶的长期保湿性和温度耐受性

图5  PSNC水凝胶的生物相容性

图6  PSNC水凝胶促进烧伤伤口愈合

图7  PSNC水凝胶可按需移除且不造成二次伤害

这种多功能和皮肤仿生水凝胶是一种具有应用前景的伤口敷料，同时也为拓展下一代伤口敷料的发展提供了新的思路。
论文第一作者为天津大学化工学院博士生皇甫旖旎和博士生李双阳，论文通讯作者为中国医学科学院北京协和医学院冯祖建助理研究员、王伟伟研究员和天津大学化工学院董岸杰教授。

作者简介

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中国医学科学院&北京协和医学院王伟伟研究员：中国医学科学院&北京协和医学院 （CAMS&PUMC）生物医学工程研究所长聘Tenure-track系列教职（正高、博导）。研究方向为免疫调控生物材料。主持国家自然科学基金面上项目，天津市杰出青年科学基金，中国医学科学院医学与健康科技创新工程，中国医学科学院青年医学人才奖励项目以及中国博士后科学基金面上一等资助等各类基金项目十余项。获得天津市科技进步二等奖（2019年度，第一完成人），国际先进材料协会（International Association of Advanced Materials, IAAM）科学家奖（IAAM Scientist Award）；入选天津市青年人才托举工程，天津市创新人才推进计划重点领域创新团队负责人和青年科技优秀人才，中国医学科学院“协和新星”人才支持计划，天津市131创新人才培养工程。近五年，以通讯作者在Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Letters, Nano Energy, Biomaterials, Chemical Engineering Journal, Bioactive Materials等国内外期刊上发表SCI论文30余篇，ESI高被引论文2篇（1%），被引次数2000余次，H指数30；申请中国、欧洲发明专利16项，获得授权国家发明专利8项。

天津大学化工学院董岸杰教授：博士生导师，从事于功能高分子材料和药物递送研究，研发了多种纳米药物递送系统，用于小分子化疗药物和基因递送研究。2005年入选教育部新世纪优秀人才，担任中国微纳米技术学会(纳米科学技术分会)纳米生物材料专业委员会委员，中国癌症协会纳米肿瘤专委会常务委员。作为项目负责人，承担并完成了863、国家十五攻关、5项国家自然科学基金以及天津市科技攻关和重点项目，参与了“十一五”国家传染病重大专项等项目。在Advanced Functional Materials，Nano Letters，Biomaterials等杂志上发表SCI论文140余篇，获得授权专利16项。

原文链接
https://doi.org/10.1021/acsami.1c18740

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