近日，西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院魯雄教授課題組在國際期刊《Advanced functional materials》(影響因子13.325)上報道了其課題組在粘附增強抗菌水凝膠領(lǐng)域的最新研究成果。
抗生素的濫用引起的抗藥性問題一種困擾著人們的生活？咕z的出現(xiàn)為解決抗生素抗藥性問題開辟了新道路。目前大部分抗菌水凝膠通常是封載有抗菌藥物或者抗菌金屬納米顆粒的水凝膠，這類抗菌水凝膠容易引起抗藥性或者由于內(nèi)臟中金屬離子聚集引發(fā)病變。另外傳統(tǒng)抗菌水凝膠機械性能差也限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此研發(fā)一種兼具高抗菌效率，生物相容性好，機械性能好的抗菌水凝膠是解決這一問題的有效途徑。
針對以上難題，西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院魯雄教授課題組采用材料基因工程的方法，使用高通量的篩選陰、陽離子的比例，一次性大批量制備出不同比例的基體，通過對材料機械性能進行篩選，最終得到具有較好機械性能的基體材料。由于聚（丙烯酸-co-甲基丙烯酸2-（二甲基氨基）乙酯）水凝膠體系中缺乏具有細胞親和性的活性基團，因此其生物相容性較差。針對這一問題，在聚（丙烯酸-co-甲基丙烯酸2-（二甲基氨基）乙酯）水凝膠體系引入仿貽貝材料多巴胺來增加材料的細胞親和性。并對多巴胺單體進行雙鍵化修飾制備雙鍵化多巴胺，解決了該水凝膠細胞/組織親和性差的問題。為了實現(xiàn)高效抗菌的目的，對殼聚糖進行季銨化修飾 （QCS）增強殼聚糖的抗菌性，并與三元共聚物水凝膠形成互穿網(wǎng)路，進一步增強水凝膠的抗菌性和機械性能，最終得到一種仿貽貝高細胞親和性、超強，可回復(fù)的、接觸增強抗菌水凝膠。
圖1. (a)陰陽離子比例的高通量制備以及力學(xué)性能篩選。（a）陰陽離子水凝膠陣列的高通量制備以及實物圖；(b)水凝膠（紅色虛線區(qū)域）的壓縮強度
圖2.水凝膠的設(shè)計思路
該水凝膠為解決水凝膠的抗菌性和組織親和性二者難以平衡的問題提供了一種新的思路。研究成果以“Mussel-Inspired Contact-Active Antibacterial Hydrogel with High Cell Affinity, Toughness, and Recoverability”為題在線發(fā)表于《Advanced functional materials》。論文第一作者為在讀博士研究生甘東林和碩士徐僮。
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