80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
吉林大學(xué)劉鎮(zhèn)寧教授/王冰迪博士團隊 Adv. Sci.：亞精胺功能化可注射水凝膠減輕炎癥反應(yīng)，促進急性和糖尿病傷口愈合
2024-04-17  來源：高分子科技

  近日，吉林大學(xué)工程仿生教育部重點實驗室的劉鎮(zhèn)寧教授/王冰迪博士團隊，在 Advanced Science 期刊上發(fā)表了題為：“Spermidine-Functionalized Injectable Hydrogel Reduces Inflammation and Enhances Healing of Acute and Diabetic Wounds In Situ”的文章。該團隊受生物活性小分子亞精胺免疫調(diào)節(jié)功能的啟發(fā)，利用動態(tài)席夫堿反應(yīng)和原位光引發(fā)聚合雙重交聯(lián)策略，開發(fā)了一種亞精胺功能化的雙網(wǎng)絡(luò)可注射水凝膠（DN-SPD）。體外理化實驗表明，DN-SPD水凝膠表現(xiàn)出良好的力學(xué)性能和組織黏附性，光交聯(lián)前的單網(wǎng)絡(luò)水凝膠（SN-SPD）具有優(yōu)異的可注射性，可通過原位打印和光交聯(lián)形成雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。體外生物學(xué)實驗和3組動物體內(nèi)實驗結(jié)果表明，DN-SPD水凝膠具有良好的生物相容性、抗氧化性、低免疫原性和優(yōu)異的免疫調(diào)控作用，能夠減輕由外源性植入物和活性氧引起的炎癥反應(yīng)，調(diào)控巨噬細胞向抗炎、促再生的M2表型極化，從而實現(xiàn)更快和更自然的急性傷口和糖尿病傷口愈合，使皮膚恢復(fù)到更接近自然皮膚的狀態(tài)。該文章利用“師法自然”的仿生思想局部施用亞精胺，為減輕外源性生物材料引起的異物反應(yīng)開發(fā)了一種簡單而優(yōu)雅地解決策略，并為治療慢性難愈合創(chuàng)面提供了新思路。這一策略可能在組織再生和器官移植方面具有重要意義。劉鎮(zhèn)寧教授和王冰迪博士為該文章通訊作者，博士生吳倩倩為第一作者。



  生物材料在組織工程和植入醫(yī)療器械中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，外源生物材料可能觸發(fā)宿主免疫系統(tǒng)對外來植入材料的免疫排異反應(yīng)（foreign body reaction, FBR），導(dǎo)致嚴(yán)重炎癥。炎癥被認為是影響組織再生的一個關(guān)鍵因素。因此，地塞米松和肝素等抗炎藥物被用于賦予生物材料免疫調(diào)節(jié)功能。然而，這些藥物的使用往往導(dǎo)致不良反應(yīng)和高昂的成本。


  在哺乳動物的受精過程中，雄性精子需要進入雌性子宮以完成受精。但精子對于雌性是一種外來物，雌性的免疫系統(tǒng)將被激活，消滅這些“入侵者”。亞精胺（SPD）是一種最初在精液中發(fā)現(xiàn)的天然多胺。有報道稱，不育男性精液中的亞精胺水平明顯較低，因此，有人推測亞精胺可以調(diào)節(jié)女性免疫系統(tǒng)，保護“入侵者”精子，以利于受精。與之相一致的是，動物實驗表明，亞精胺可以提高受精卵移植和發(fā)育的成功率。此外，還有一些研究已經(jīng)證明亞精胺具有更廣泛的免疫調(diào)節(jié)功能，例如抗炎作用和提高抗腫瘤免疫。


  因此，該研究團隊設(shè)計了一種基于亞胺鍵動態(tài)共價交聯(lián)和光引發(fā)非動態(tài)共價交聯(lián)的亞精胺（SPD）功能化雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，實現(xiàn)了良好的生物可打印性、機械強度和理想的降解率。亞精胺功能化雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的局部施用可減弱外源性植入材料引起的免疫排異反應(yīng)，促進急性和糖尿病創(chuàng)面的愈合。


圖1. 文章概要圖


文章要點


  要點一：該團隊將O-羧甲基殼聚糖（OCMCS）和甲基丙烯酰化明膠（GMA）作為基質(zhì)生物材料，天然小分子亞精胺（SPD）作為生物活性成分，苯甲醛封端的4臂聚乙二醇（4aPEG-BA）作為交聯(lián)劑，室溫下將含有不同濃度SPD的OCMCS/GMA/SPD溶液與4aPEG-BA交聯(lián)劑溶液混合，該體系內(nèi)的SPD的氨基、OCMCS分子鏈上的氨基和GMA分子鏈上的部分氨基與4aPEG-BA交聯(lián)劑的醛基發(fā)生席夫堿反應(yīng)，形成動態(tài)亞胺鍵，構(gòu)建了單網(wǎng)絡(luò)水凝膠（SN）。然后，SN水凝膠在藍光（405 nm）照射下，引發(fā)體系內(nèi)GMA發(fā)生自由基聚合，形成第二個非動態(tài)共價交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。體外理化實驗表明，亞精胺功能化雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠具有典型的微觀多孔結(jié)構(gòu)、理想的溶脹性能、優(yōu)異的可注射性和力學(xué)性能以及原位組織粘附性。更重要的是，兩步交聯(lián)策略實現(xiàn)了水凝膠可注射性和機械性能的平衡。 


圖2. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠（DN-SPD）的理化性能


  要點二：外源性聚合物材料作為植入材料時，均會被宿主視為“異物”，引發(fā)免疫排斥，導(dǎo)致嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。為了確認亞精胺在外源性生物材料植入場景下的抗排異炎癥調(diào)節(jié)功能，該團隊選擇與SPD化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的二乙烯三胺（DETA）作為對照，制備了負載DETA的對照組可注射水凝膠。具體來說，DETA是一種對稱分子，仲胺兩側(cè)各有兩個2-氨基乙基。與DETA相比，SPD在仲胺的一側(cè)多了兩個亞甲基，另一側(cè)多了一個亞甲基，這使得SPD成為具有多種作用的不對稱分子。因此，負載SPD的水凝膠（DN-SPD）與負載DETA的水凝膠（DN-DETA）具有相似的理化特性，但二者的免疫調(diào)節(jié)功能卻大相徑庭。與DN-DETA水凝膠相比，DN-SPD水凝膠能夠顯著降低細胞產(chǎn)生的ROS、調(diào)控RAW 264.7巨噬細胞表型極化、促進巨噬細胞由促炎M1型向抗炎M2型極化，并可以降低由脂多糖（LPS）刺激導(dǎo)致的促炎因子白介素6（IL-6）和腫瘤壞死因子a（TNF-a）的分泌，同時促進抗炎因子白介素10（IL-10）的產(chǎn)生。負載DETA的水凝膠則不具有上述作用。 


圖3. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠對細胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生的影響


圖4. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠對巨噬細胞極化的體外調(diào)控


  要點三：亞精胺功能化的可注射水凝膠在植入大鼠體內(nèi)后表現(xiàn)出較弱的免疫原性，水凝膠周圍組織沉積較少，炎癥反應(yīng)程度顯著減弱，與未植入材料的假手術(shù)組相近。相反，未負載SPD和負載DETA的可注射水凝膠周圍組織出現(xiàn)腫脹和發(fā)炎，并有大量組織沉積，表現(xiàn)出嚴(yán)重的排異炎癥反應(yīng)。此外，SPD功能化可注射水凝膠能夠抑制創(chuàng)面ROS過度產(chǎn)生，降低氧化應(yīng)激水平，并且促進巨噬細胞向抗炎M2表型極化，從而防止促炎M1型巨噬細胞在創(chuàng)面過度積累，加速炎癥期向增殖期過渡。同時，在增殖期SPD功能化可注射水凝膠能夠促進傷口部位膠原再生、新生血管網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建及加速表皮新生，從而實現(xiàn)急性和糖尿病創(chuàng)面更快和更好的愈合，使得再生皮膚更接近于天然皮膚。 


圖5. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在大鼠體內(nèi)的免疫調(diào)控作用


 圖6. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠促進小鼠急性創(chuàng)面愈合


 圖7. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠原位促進db/db糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合


 圖8. 亞精胺功能化可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠在糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合中的免疫調(diào)節(jié)作用


  綜上所述，該研究團隊成功開發(fā)了一種具有仿生抗排異免疫調(diào)控功能的可注射雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。這種水凝膠兼具優(yōu)異的可注射性和理想的機械性能，不僅能夠通過免疫調(diào)控作用減少植入生物材料和ROS引起的炎癥反應(yīng)，還能促進急性和糖尿病創(chuàng)面的修復(fù)。該研究結(jié)果表明，在植入生物材料中局部施用亞精胺為減弱植入物誘發(fā)的免疫排異反應(yīng)和治療慢性難愈合創(chuàng)面提供了一種簡單而優(yōu)雅的方法。


  該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目（2022YFE0138500）、國家自然科學(xué)基金項目（51975245和21975097）、吉林省科技發(fā)展計劃項目（20200404166YY）和吉林大學(xué)科技創(chuàng)新研究團隊項目（2020TD-03）資助。


  論文信息：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*. Spermidine-Functionalized Injectable Hydrogel Reduces Inflammation and Enhances Healing of Acute and Diabetic Wounds In Situ. Adv. Sci. 2024, 2310162, doi.org/10.1002/advs.202310162.

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202310162

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞