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深圳大學(xué)張學(xué)記、許太林教授團(tuán)隊(duì) ACS Nano：具有Janus潤(rùn)濕性的水凝膠功能化繃帶-用于有效的單向給藥和傷口護(hù)理
2024-01-18  來(lái)源：高分子科技

  慢性傷口給全球衛(wèi)生保健系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)重的身體和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，通常通過傷口敷料將藥物或生物活性分子輸送到傷口床來(lái)治療。為了解決藥物傳遞效率低或因藥物變化頻繁取敷料造成的二次損傷，有必要進(jìn)一步探索具有持續(xù)高效給藥和傷口護(hù)理能力的創(chuàng)面敷料。



  近日，深圳大學(xué)高等研究院張學(xué)記教授、許太林副教授團(tuán)隊(duì)展示了一種具有Janus潤(rùn)濕性的水凝膠功能化繃帶，以實(shí)現(xiàn)單向給藥和多功能傷口護(hù)理。Janus圖案繃帶的上層具有多孔梯度濕潤(rùn)通道，負(fù)責(zé)將藥物從外部單向輸送到傷口床(高達(dá)90%的藥物輸送效率)，同時(shí)防止藥物向不需要的方向擴(kuò)散(<8%)。底層由殼聚糖季銨鹽(HACC)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)組成的水凝膠進(jìn)一步功能化了這種繃帶，使其具有生物相容性、優(yōu)異的抗菌性能和止血能力，促進(jìn)傷口愈合。特別是具有Janus潤(rùn)濕性的水凝膠功能化繃帶，具有優(yōu)異的機(jī)械柔韌性(~198%應(yīng)變)，可以很好地順應(yīng)皮膚變形(拉伸、彎曲或扭轉(zhuǎn))，保持單向給藥行為，無(wú)任何泄漏。體內(nèi)全層皮膚創(chuàng)面模型證實(shí)，水凝膠功能化繃帶能顯著促進(jìn)創(chuàng)面上皮化、膠原沉積，提高給藥效率，促進(jìn)創(chuàng)面閉合愈合(第15天創(chuàng)面愈合率為98.10%)。這種單向給藥與多功能創(chuàng)面護(hù)理的協(xié)同策略，為促進(jìn)創(chuàng)面愈合提供了一種更有效、更經(jīng)濟(jì)、更直接的方法，可作為一種潛在的高性能創(chuàng)面敷料用于臨床應(yīng)用。該工作以“Hydrogel-functionalized bandages with Janus wettability for efficient unidirectional drug delivery and wound care”為題發(fā)表在《ACS nano》上（10.1021?/acsnano.3c10766）。文章第一作者是西安電子科技大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院王麗蓉博士。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。 


圖2. Janus圖案繃帶的物理特性和單向流體輸運(yùn)行為。 


圖3. 水凝膠功能化繃帶的性能表征 


圖4. 水凝膠功能化繃帶用于傷口愈合的體內(nèi)評(píng)價(jià)


  經(jīng)過疏水工藝和選擇性等離子體處理后制備的Janus圖案繃帶，不僅可以通過多孔梯度潤(rùn)濕通道實(shí)現(xiàn)藥物的單向輸送，而且由于其大部分為疏水區(qū)域，可以防止藥物向不想要的方向擴(kuò)散。Janus圖案繃帶底部復(fù)合的水凝膠層將單向運(yùn)輸?shù)乃幬锛虞d并緩慢釋放到創(chuàng)面部位，同時(shí)利用其固有的抗菌性能、生物相容性和止血能力促進(jìn)創(chuàng)面愈合。重要的是，具有Janus潤(rùn)濕性的水凝膠功能化繃帶具有優(yōu)異的機(jī)械柔韌性，可以在人體的任何地方保形，并在拉伸、彎曲或扭曲下保持單向藥物運(yùn)輸行為而不會(huì)泄漏。這種具有Janus潤(rùn)濕性的水凝膠功能化繃帶更有效，經(jīng)濟(jì)，直接地將單向給藥和傷口護(hù)理能力結(jié)合起來(lái)，可能是下一代高性能傷口敷料的候選者，可以擴(kuò)展到各種相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。


  論文信息：

  Hydrogel-functionalized bandages with Janus wettability for efficient unidirectional drug delivery and wound care

  Lirong Wang, Yong Luo, Yongchao Song, Xuecheng He, Tailin Xu* & Xueji Zhang*

  https://doi.org/10.1021/acsnano.3c10766

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