9月份新出的生物醫藥水凝膠相關論文不完全統計有245篇。影響因子大于10分的18篇。本期的主要內容包括：可注射性粘合劑自愈生物相容性水凝膠，用于腎單位保留手術中的止血、傷口愈合和術后組織黏連預防、一種包含納米級單寧酸/鐵離子復合物的超拉伸、自愈和組織粘合水凝膠敷料，用于治療細菌感染和促進傷口愈合、具有募集Msx1+干細胞功能的生物活性組織工程用于骨再生治療、具有熱響應功能的MXene-DNA水凝膠用于近紅外光觸發的局部光熱-化學協同癌癥治療、具有級聯酶催化活性的糖尿病免疫調節多功能水凝膠用于細菌傷口治療、具有可控去鐵胺釋放功能和網狀表面的近場電紡PCL纖維/GelMA水凝膠復合敷料用于糖尿病傷口愈合、通過超聲遠程控制內源性干細胞的募集和捕獲用于骨缺損的原位修復、一種用殺菌劑作為觸發劑構建的具有可控流變特性及降低環境風險的多糖超分子水凝膠、一種自組裝的DNA-銀納米簇結構在體內/體外具有良好的抑菌效果、一種具有內源性ROS清除和氧氣生成能力的納米酶固定水凝膠用來促進氧化性糖尿病傷口愈合。

Acta Biomaterialia

可注射性粘合劑自愈生物相容性水凝膠，用于腎單位保留手術中的止血、傷口愈合和術后組織黏連預防

Injectable adhesive self-healing biocompatible hydrogel for haemostasis, wound healing, and postoperative tissue adhesion prevention in nephron-sparing surgery (2022.0917)

 摘 要：

保留腎單位的手術是T1a腎細胞癌患者的一種成熟治療方法，但是復雜的縫合會延長熱缺血時間，影響正常腎實質功能的保存，并引起術后組織黏連并發癥，包括慢性腹痛、腸梗阻和女性不育等。因此，迫切需要設計具有止血、術后傷口管理和術后組織黏連預防特性的多功能生物材料，用于保留腎單位的手術。在這項研究中，基于單體丙烯酰-6-氨基酸（AA）和N-丙烯酰2-甘氨酸（NAG）的自由基聚合，以及Ca2+和AA和NAG中豐富的羧基。AA/NAG/Ca水凝膠表現出良好的機械性能、溶脹和粘附性能、柔順性。體外血液-凝血能力和細胞相容性。體內實驗表明，AA/NAG/Ca水凝膠具有止血性能和傷口愈合特性，可以縮短出血時間，減少出血量和組織良好的腎單位結構。腹部-盲腸黏連模型表明，AA/NAG/Ca水凝膠具有優異的抗黏連性能。總而言之，這種多功能水凝膠在腎單位保留手術中表現出了改善止血和傷口管理的潛能，具有很好的臨床應用潛力。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36100176/

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ACS Appl. Mater. Interfaces

一種包含納米級單寧酸/鐵離子復合物的超拉伸、自愈和組織粘合水凝膠敷料，用于治療細菌感染和促進傷口愈合

Ultrastretchable, self-healable, and tissue-adhesive hydrogel dressings involving nanoscale tannic acid/ferric ion complexes for combating bacterial infection and promoting wound healing (2022, 09116)

 摘 要：

預防細菌感染和加速傷口閉合在傷口愈合過程中至關重要。目前的傷口敷料缺乏足夠的機械性能、自愈能力和組織粘附性，而且細菌的殺滅也依賴于抗生素藥物的使用。在此研究中，通過丙烯酰胺（AM）、3-丙烯酰胺基苯硼酸（AAPBA）、殼聚糖（CS）和納米級單寧酸（TA）/鐵離子（Fe3+）復合物的簡單共聚，構建了一種精心設計的混合水凝膠敷料。所得到的水凝膠具有大量游離的兒茶酚、苯硼酸和羥基，并含有多個氫鍵、硼酸酯鍵等可逆的動態鍵，因此具有令人滿意的力學性能、快速的自愈能力和理想的組織粘合性能。受益于TA/Fe納米復合物的高光熱轉換效率，水凝膠對革蘭氏陽性菌和陰性菌均表現出令人滿意的抗菌活性。體內動物實驗表明，混合水凝膠有效地清除了傷口部位的生物膜細菌，并加速了感染傷口的愈合過程。總之，開發的多功能水凝膠克服了傳統傷口敷料的缺點，有望成為未來生物醫學應用的潛在抗菌敷料。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36108772/

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Nature Communications

具有募集Msx1+干細胞功能的生物活性組織工程用于骨再生治療

Msx1+ stem cells recruited by bioactive tissue engineering graft for bone regeneration (2022, 0905)

 摘 要：

臨界大小的骨缺損通常會導致顱骨不愈合和全層缺損，仍然存在著重建的挑戰。在這項研究中，研究者表明神經營養物質補充劑可誘導間充質基質細胞的強大體外擴增，并且結合神經營養物質補充劑的3D打印水凝膠移植物的原位移植可促進臨界尺寸骨缺損的全層再生。單細胞RNA測序分析表明，給予治療后，在體內顱骨愈合過程中產生了獨特的原位干/祖細胞圖譜。同時，值得注意的是，在原位細胞培養系統移植后，常駐Msx1+骨骼干細胞的局部擴增。此外，增強的顱骨再生伴隨著與Msx1+干細胞密切相關的軟骨內骨化增加。研究結果說明了針對體內主要細胞亞群的原位細胞培養系統在快速骨組織再生方面具有省時和再生的功效。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36064711/

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Small

具有熱響應功能的MXene-DNA水凝膠用于近紅外光觸發的局部光熱-化學協同癌癥治療

Thermal-Responsive MXene-DNA Hydrogel for Near-Infrared Light Triggered Localized Photothermal-Chemo Synergistic Cancer Therapy (2022, 0903)

 摘 要：

刺激響應型DNA水凝膠是癌癥治療有希望的候選者，因為它們不僅具有生物相容性和可生物降解的3D網絡結構作為治療劑的高效載體，而且能夠在外部刺激下進行可編程的凝膠到溶液的轉變以實現受控遞送。在這項研究中，作者通過將DNA水凝膠與作為光熱劑的Ti3 C2 TX基MXene和作為負載化療劑的阿霉素（DOX）相結合，構建了一個用于高效光熱-化療協同癌癥治療的有前景的平臺。在近紅外（NIR）下，由光熱MXene納米片引起的溫度升高觸發負載DOX的MXene-DNA水凝膠的轉變成溶液狀態，此時DNA雙鏈交聯結構展開以釋放治療劑用于癌癥的局部治療。MXene-DNA水凝膠系統具有優異的生物相容性和可注射性、動態NIR觸發的藥物遞送以及在溫和的高溫條件下增強藥物的吸收，表現出有效的癌癥局部治療效果，并且可以降低藥物毒副作用，提高生物安全性。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36056901/

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Biomaterials

具有級聯酶催化活性的糖尿病免疫調節多功能水凝膠用于細菌傷口治療

Diabetes immunity-modulated multifunctional hydrogel with cascade enzyme catalytic activity for bacterial wound treatment (2022.0906)

 摘 要：

針對不同階段不同微環境的糖尿病免疫調節傷口的治療是一項亟需解決的挑戰。在此研究中，葡萄糖氧化酶（GOx）和準無定型Fe2O3共同摻入到Zn-MOF納米顆粒（F-GZ）中用于級聯酶催化活性，不僅可以通過GOx催化消耗傷口中的高血糖，而且在低pH微環境的細菌感染期，通過降解釋放的Zn2+與催化產生的羥基自由基協同作用，實現了有效的抗菌作用。同時，在創面恢復期，在較高的pH環境下，通過催化H2O2產生O2，實現了活性氧的清楚和缺氧緩解。隨后，進一步通過共聚反應制備了具有可注射、自愈和止血功能及均勻負載F-GZ的多功能水凝膠。這種水凝膠可以加速糖尿病傷口的愈合。更重要的是，能通過釋放的Zn2+調節糖尿病免疫，從而有助于恢復胰島功能，改善葡萄糖耐量和增加胰島素分泌，從而增強糖尿病傷口的治療。這項工作設計開創了一種同時進行糖尿病傷口管理的新策略，并提出了一種潛在的糖尿病免疫調節方法。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36088678/

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Nano Research

具有可控去鐵胺釋放功能和網狀表面的近場電紡PCL纖維/GelMA水凝膠復合敷料用于糖尿病傷口愈合

Near-field electrospum PCL fibers/GelMA hydrogel composite dressing with controlled deferoxamine-release ability and retiform surface for diabetic wounding healing (2022,0903)

 摘 要：

糖尿病引起的創面潰瘍是一種典型的慢性創面，由于長期積累的自由基導致組織壞死、血管缺乏，局部組織難以愈合，近場靜電紡絲（NFES）是一種用于生產微納米級可控測序纖維的創新技術。在這項研究中，研究者構建了一種基于NFES聚己內酯（PCL）纖維網絡和甲基丙烯酸酐（GelMA）改性明膠水凝膠的新型傷口敷料，以促進糖尿病傷口的血管生成和再上皮化。具有血管生成和抗氧化藥物去鐵胺（DFO）被封裝在GelMA水凝膠中，以實現更適合慢性傷口的緩釋效果。細胞黏附實驗表明，敷料治療組的細胞可以附著在表面具有PCL纖維網格的纖維上，并沿著纖維的方向生長，從而有效地從物理結構上調節細胞行為。此外，網格的大孔徑（-500 μm）允許細胞穿透孔隙并進入水凝膠表明而不會被阻擋。復合敷料可以促進血管生成而且具有抗氧化活性。動物實驗表明，用PCL-GelMA-DFO(PGD)水凝膠治療的大鼠具有更快的止血、結痂和傷口愈合能力。所以，PGD水凝膠可以有效地促進慢性創面的修復。

原文鏈接： 

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-4813-5

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Bioactive Materials

通過超聲遠程控制內源性干細胞的募集和捕獲用于骨缺損的原位修復

Remote control of the recruitment and capture of endogenous stem cells by ultrasound for in situ repair of bone defects (2022, 0907)

 摘 要：

基于干細胞的組織工程為修復骨損傷提供了一個有前景的治療平臺。然而，外源性骨髓間充質干細胞（BMSCs）的使用仍面臨來源有限、潛在風險等諸多挑戰。重要的是開發新的方法來有效地招募內源性BMSCs并捕獲它們用于原位骨再生。此研究中，研究者設計了一種聲響應支架（ARS），并將其嵌入SDF-1/BMP-2負載的水凝膠中，以獲得仿生水凝膠支架復合物（BSC）。SDF-1/BMP-2細胞因子可以通過脈沖超聲（p-US）照射從植入的缺損骨的BSC按需釋放，將內源性BMSCs募集到骨缺損或BSC部位。伴隨著14天的p-US照射，藻酸鹽水凝膠被降解，導致ARS暴露于這些募集的宿主干細胞。然后應用正弦連續波超聲（s-US）照射來激發ARS固有共振，在其表面周圍形成高度局部化的聲場并產生增強的聲捕獲力，這些被招募的內源性干細胞將被捕獲再支架上，極大地促進了它們的黏附生長，用于原位骨組織再生。此項研究衛通過聲學控制內源性BMSCs修復原位骨損傷提供了一種新穎有效地策略。

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22003498

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Chemical Engineering Journal

一種用殺菌劑作為觸發劑構建的具有可控流變特性及降低環境風險的多糖超分子水凝膠

Fungicide itself as a trigger to facilely construct Hymexazol-Encapsulated polysaccharide supramolecular hydrogels with controllable rheological properties and reduced environment risks (2022, 0915)

 摘 要：

具有多孔網絡結構的水凝膠由于固有的多功能性能，在藥物輸送系統中受到了相當大的關注。然而，生物活性分子本身自觸發天然聚合物形成自遞送水凝膠的策略還沒有得到充分利用。在此研究中，將惡霉靈（Hy）添加到海藻酸鹽和羧甲基殼聚糖的混合水溶液中，可以自發地引發具有可控流變特性和可調節多功能性的殺菌劑包封的多糖超分子水凝膠的形成。構建的水凝膠是三維多孔結構，具有剪切稀化、自修復、pH和離子強度響應溶脹特性。用水凝膠修飾的土壤表現出增強的保水能力。水凝膠不僅可以減少惡霉靈在土壤中的流失，還可以增加其在疏水界面的滯留能力，顯著抑制水滴在疏水表面的破碎和反彈。更重要的是，水凝膠除了具有良好的殺菌性外，與游離惡霉靈水溶液相比，還可以促進小麥種子的發芽，而且表現出明顯的生物安全性。

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722046745?via%3Dihub

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ACS Appl. Mater. Interfaces

一種自組裝的DNA-銀納米簇結構在體內/體外具有良好的抑菌效果

Inhibition of bacteria in vitro and in vivo by self-assembled DNA-silver nanocluster structure (2022, 0912)

 摘 要：

抗菌納米材料對細菌感染傷口的愈合具有很大的應用前景。然而，人工抗菌劑的抗菌功效和生物相容性仍然是一個挑戰。在此項研究中，研究者采用生物相容性遺傳分子DNA作為一種材料來構建抗菌劑，包括自組裝的Y形DNA-銀納米簇復合材料（Y-Ag）和Y-Ag水凝膠（Y-Ag-gel）。此研究證明了DNA-Ag復合材料可以有效地抑制細菌生長，但不影響體外細胞增殖。更加值得注意的是，Y-Ag噴射水凝膠可以加速體內傷口愈合的過程。此項研究結果為制造用于治療性傷口愈合的新型傷口敷料（如水凝膠和噴霧劑）提供了一條有希望的途徑。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36097389/

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Advance Healthcare Materials

一種具有內源性ROS清除和氧氣生成能力的納米酶固定水凝膠用來促進氧化性糖尿病傷口愈合

A nanozyme-immobilized hydrogel with endogenous ROS-scavenging and oxygen generation abilities for significantly promoting oxidative diabetic wound healing (2022, 0913)

 摘 要：

傷口不愈合是糖尿病患者常見的并發癥，與高發病率和死亡率相關。工程化治療性水凝膠在組織再生方面具有獨特的優勢。然而，它們對于以活性氧（ROS）積累和慢性缺氧為特征的糖尿病傷口的愈合并不理想。在此項研究中，研究者們提出了一種受生物代謝啟發的水凝膠，用于改善這種不利的糖尿病微環境。該工程納米酶增強水凝膠由天然聚合物和金屬有機框架衍生的過氧化氫酶模擬的納米酶組成，不僅可以捕獲內源性升高的糖尿病傷口中的活性氧，還可以通過活性氧驅動的產氧能力協同產氧。水凝膠可以保護皮膚細胞免受ROS和缺氧介導的死亡和增殖抑制。用納米酶增強水凝膠治療的糖尿病傷口可以誘導巨噬細胞從促炎表型（M1）極化到抗炎表型（M2）。水凝膠敷料顯著加快了傷口愈合的速度，可以減輕過渡炎癥，有效誘導增殖、上皮再形成、膠原沉積和新生血管形成。這項研究提供了一種基于納米酶增強水凝膠作為ROS驅動氧合成促進糖尿病傷口愈合的有效策略。

原文鏈接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36100580/

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9月份國內外生物醫藥領域水凝膠的進展整理到此結束。更多新潮科研資訊，歡迎持續關注創化科技服務#前沿文獻專欄！

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特別鳴謝：半壺清酒