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圖1. Tempo-FPF水凝膠通過(guò)串聯(lián)動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵交聯(lián)形成，兼具不對(duì)稱(chēng)粘附與抗氧化雙重功能特性，可以作為敷料用于體內(nèi)器官損傷修復(fù)和深二度燒傷創(chuàng)面愈合。 

  近日，西安交通大學(xué)成一龍教授和初大可研究員團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于串聯(lián)動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵（亞胺硼酸鹽和硼酸酯鍵）交聯(lián)的Janus水凝膠（Tempo-FPF水凝膠）（圖1）。Tempo-FPF水凝膠具有可匹配生物軟組織的力學(xué)性能，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的動(dòng)態(tài)亞胺硼酸鹽和硼酸酯鍵賦予材料快速自修復(fù)能力，可有效防止水凝膠敷料破損后創(chuàng)面意外暴露（圖2）。研究人員利用串聯(lián)動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵以及Tempo功能化策略調(diào)控Tempo-FPF水凝膠兩側(cè)表面的交聯(lián)密度和親疏水性，實(shí)現(xiàn)了其對(duì)皮膚組織的粘接強(qiáng)度20.7倍的顯著差異：粘附側(cè)可對(duì)多種生物組織保持強(qiáng)效粘接，非粘附側(cè)可抑制細(xì)胞黏附與增殖（圖3）。此外，得益于Tempo功能化修飾，Tempo-FPF水凝膠展現(xiàn)出卓越的自由基清除能力（圖4）。研究人員進(jìn)一步構(gòu)建大鼠胃穿孔模型及肝臟損傷模型，證明了Tempo-FPF水凝膠可以有效封閉創(chuàng)面以抑制胃酸滲漏和出血，同時(shí)能夠有效防止組織/器官粘連的發(fā)生（圖5）。深二度燒傷創(chuàng)面修復(fù)研究表明，Tempo-FPF水凝膠能減輕傷口部位氧化應(yīng)激引發(fā)的炎癥反應(yīng)，從而加速皮膚組織再生（圖6，7）。本研究為設(shè)計(jì)具有按需粘附特性的高效抗氧化水凝膠敷料提供了新的策略，為組織/器官修復(fù)提供了新的解決方案。

圖2. Tempo-FPF水凝膠的制備及表征。

圖3. Tempo-FPF水凝膠的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)與粘接性能表征。

圖4. Tempo-FPF水凝膠抗氧化性和抗菌性能表征。

圖5. Tempo-FPF水凝膠用于體內(nèi)組織損傷修復(fù)評(píng)價(jià)。

圖6. Tempo-FPF水凝膠用于深二度燒傷創(chuàng)面愈合評(píng)價(jià)。

圖7. Tempo-FPF水凝膠調(diào)控?zé)齻麆?chuàng)面炎癥反應(yīng)的組織學(xué)評(píng)估。

  該工作以"Tempo-Functionalized Janus Hydrogel Crosslinked by Tandem Dynamic Covalent Bonds for Internal Organ Injury Repair and Deep Second-Degree Burn Wound Healing"為題發(fā)表在期刊《Advanced Functional Materials》上。論文的第一作者為西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院劉佳穎助理教授，通訊作者為西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院成一龍教授和西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院初大可研究員。研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、西安交通大學(xué)“青年拔尖人才支持計(jì)劃”、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

  文章鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202505194

  成一龍教授主頁(yè)：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/yilongcheng