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浙江大學(xué)高長有教授團(tuán)隊(duì) Mater. Horiz.：可原位自組裝的形狀記憶聚氨酯補(bǔ)片 - 用于組織微創(chuàng)遞送和治療
2023-06-30  來源：高分子科技

  近年來，微創(chuàng)手術(shù)（MIS）由于可以減少醫(yī)療器械植入的風(fēng)險(xiǎn)、降低并發(fā)癥和術(shù)后疼痛、縮小手術(shù)傷口和恢復(fù)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)在各類疾病中得到了廣泛的應(yīng)用。彈性體等生物材料在制造MIS醫(yī)療器械中也有著很高的需求。但較大較復(fù)雜的醫(yī)療器械難以直接通過狹窄的微創(chuàng)手術(shù)通道植入，仍舊是一個(gè)較大挑戰(zhàn)。


圖1. 含硒的可降解聚氨酯（PCLUSe）補(bǔ)片具有形狀記憶和自愈合雙重功能，用于組織微創(chuàng)遞送和心肌梗死的治療。


  因此，浙江大學(xué)高長有教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一種由聚己內(nèi)酯（PCL）鏈段和二硒鍵組成的具有形狀記憶、自愈合、活性氧（ROS）響應(yīng)性的多功能聚氨酯材料（PCLUSe）（圖1）。PCL鏈段形成的可逆結(jié)晶區(qū)賦予了材料良好的形狀記憶行為；通過調(diào)控其熔點(diǎn)在37 °C左右，使得具有臨時(shí)形狀的PCLUSe補(bǔ)片可以在植入體內(nèi)后快速回復(fù)。二硒鍵的動態(tài)交換能力給予材料優(yōu)異的自愈合性能，PCLUSe補(bǔ)片可以在405 nm 激光的照射下快速愈合。通過將兩種功能有機(jī)結(jié)合，可以將尺寸較大的PCLUSe補(bǔ)片剪成較小的補(bǔ)片，依次通過微創(chuàng)手術(shù)通道植入后自愈合形成原本大小的補(bǔ)片，實(shí)現(xiàn)大尺寸補(bǔ)片的微創(chuàng)遞送（圖2）。同時(shí)，二硒鍵的抗氧化功能可以有效降低心肌梗死（MI）后的氧化應(yīng)激和炎癥水平，進(jìn)而促進(jìn)心功能的恢復(fù)（圖3）。PCLUSe補(bǔ)片作為一種抗炎醫(yī)用植入物，已經(jīng)在狗和大鼠模型中分別驗(yàn)證了其優(yōu)異的可微創(chuàng)植入性和抗氧化功能，為其在腹腔鏡、胸腔鏡或?qū)m腔鏡等微創(chuàng)手術(shù)輔助下治療其他氧化應(yīng)激相關(guān)疾病奠定了基礎(chǔ)。 


圖2. PCLUSe補(bǔ)片在體內(nèi)的微創(chuàng)植入


 圖3. PCLUSe心臟貼片的抗氧化功能和心肌梗死治療效果。


  該工作以“In vivo self-assembled shape-memory polyurethane for minimally invasive delivery and therapy”為題發(fā)表在《Mater. Horiz.》上。浙江大學(xué)高分子系博士生李世分為第一作者；朱旸教授、高長有教授為共同通訊作者。該研究得到浙江省“領(lǐng)雁”計(jì)劃（2022C01106）、國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金（U22A20155）和浙江省自然科學(xué)基金（LD21E030001）的資助。


  原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00594a

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