近日,西南交通大学材料科学与工程学院鲁雄教授课题组在国际期刊《亚博体育YABO亚博官方网站》(影响因子13.325)上报道了其课题组在粘附增强抗菌水凝胶领域的最新研究成果。
抗生素的滥用引起的抗药性问题一种困扰着人们的生活。抗菌水凝胶的出现为解决抗生素抗药性问题开辟了新道路。目前大部分抗菌水凝胶通常是封载有抗菌药物或者抗菌金属纳米颗粒的水凝胶,这类抗菌水凝胶容易引起抗药性或者由于内脏中金属离子聚集引发病变。另外传统抗菌水凝胶机械性能差也限制了其在生物医学领域的应用。因此研发一种兼具高抗菌效率,生物相容性好,机械性能好的抗菌水凝胶是解决这一问题的有效途径。
针对以上难题,西南交通大学材料科学与工程学院鲁雄教授课题组采用材料基因工程的方法,使用高通量的筛选阴、阳离子的比例,一次性大批量制备出不同比例的基体,通过对材料机械性能进行筛选,最终得到具有较好机械性能的基体材料。由于聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸2-(二甲基氨基)乙酯)水凝胶体系中缺乏具有细胞亲和性的活性基团,因此其生物相容性较差。针对这一问题,在聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸2-(二甲基氨基)乙酯)水凝胶体系引入仿贻贝材料多巴胺来增加材料的细胞亲和性。并对多巴胺单体进行双键化修饰制备双键化多巴胺,解决了该水凝胶细胞/组织亲和性差的问题。为了实现高效抗菌的目的,对壳聚糖进行季铵化修饰 (QCS)增强壳聚糖的抗菌性,并与三元共聚物水凝胶形成互穿网路,进一步增强水凝胶的抗菌性和机械性能,最终得到一种仿贻贝高细胞亲和性、超强,可回复的、接触增强抗菌水凝胶。
图1. (a)阴阳离子比例的高通量制备以及力学性能筛选。(a)阴阳离子水凝胶阵列的高通量制备以及实物图;(b)水凝胶(红色虚线区域)的压缩强度
图2.水凝胶的设计思路
该水凝胶为解决水凝胶的抗菌性和组织亲和性二者难以平衡的问题提供了一种新的思路。研究成果以“Mussel-Inspired Contact-Active Antibacterial Hydrogel with High Cell Affinity, Toughness, and Recoverability”为题在线发表于《亚博体育YABO亚博官方网站》。论文第一作者为在读博士研究生甘东林和硕士徐僮。
- 华科大朱锦涛、张连斌教授团队 Nat. Commun.:可用于粘附状态高灵敏、高分辨及无损检测的结构色粘结剂 2024-09-30
- 四川大学杨佼佼、吴红崑 Acta Biomater.:盲鳗启迪的多向抗根龋湿粘附平台 - “流-固”系统优化界面粘附和内聚力 2024-09-27
- 国科温州研究院陈强/史鑫磊 AFM:具有容错和按需黏附的天然白蛋白基油水凝胶 2024-09-13
- 苏州大学李刚教授课题组 Appl. Surf. Sci.: 兼具抗菌和防蛀功能的羊毛织物 2024-10-14
- 法国艾克斯-马赛大学彭玲团队和合作者 Sci. Adv.:抗击超级细菌的新武器 - 两亲性树枝状分子作为有前景的抗菌候选物 2024-09-30
- 四川大学杨佼佼副研究员、李继遥教授 ACS AMI:因温制宜的植入体涂层 - 细胞膜热平衡机制减少热扩散助力抗菌与骨修复 2024-09-29
- 西工大李鹏、张悦周 AFM : 载WOx水凝胶实现光催化产氧和光热协同治疗糖尿病感染伤口 2024-10-20