生物材料在组织工程和植入医疗器械中发挥着越来越重要的作用。然而,外源生物材料可能触发宿主免疫系统对外来植入材料的免疫排异反应(foreign body reaction, FBR),导致严重炎症。炎症被认为是影响组织再生的一个关键因素。受生物活性小分子亚精胺免疫调节功能的启发,利用动态席夫碱反应和原位光引发聚合双重交联策略,开发了一种亚精胺功能化的双网络可注射水凝胶(DN-SPD)。DN-SPD水凝胶表现出良好的力学性能和组织粘附性,光交联前的单网络水凝胶(SN-SPD)具有优异的可注射性,可通过原位打印后引入光交联形成双网络水凝胶。体外生物学实验和三组动物实验结果表明,DN-SPD水凝胶具有良好的生物相容性、抗氧化性、低免疫原性和优异的免疫调控作用,能够减轻由外源性植入物和活性氧引起的炎症反应,调控巨噬细胞向抗炎、促再生M2表型极化,从而实现更快和更自然的急性伤口和糖尿病伤口愈合,使皮肤恢复到更接近自然皮肤的状态。亚精胺(SPD)是一种最初在精液中发现的天然小分子多胺,可以调节女性免疫系统,保护被视为“入侵者”精子,以利于受精。一些研究已经证明亚精胺具有更广泛的免疫调节功能,例如抗炎作用和提高抗肿瘤免疫。该文章利用“师法自然”的仿生思想局部施用亚精胺,为减轻外源性生物材料引起的异物反应开发了一种简单而优雅地解决策略,并为治疗慢性难愈合创面提供了新思路。这一策略可能在组织再生和器官移植方面具有重要意义。
图1. 文章概要图
图2. 亚精胺功能化可注射双网络水凝胶促进小鼠急性创面愈合和原位促进db/db糖尿病小鼠创面愈合
相关工作以“Spermidine-Functionalized Injectable Hydrogel Reduces Inflammation and Enhances Healing of Acute and Diabetic Wounds In Situ”为题,发表在Advanced Science (DOI:10.1002/advs.202310162.)上,文章通讯作者为吉林大学工程仿生教育部重点实验室刘镇宁教授和王冰迪博士,第一作者为吉林大学博士研究生吴倩倩。
论文信息:
Spermidine-Functionalized Injectable Hydrogel Reduces Inflammation and Enhances Healing of Acute and Diabetic Wounds In Situ
Qianqian Wu, Runjiao Yang, Wenxuan Fan, Li Wang, Jing Zhan, Tingting Cao, Qiming Liu, Xianshu Piao, Yinghui Zhong, Wenxian Zhao, Shuhan Zhang, Jiaao Yu, Song Liang, Thomas M. Roberts, Bingdi Wang*, Zhenning Liu*
DOI: 10.1002/advs.202310162
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