近日，北京化工大學材料學院的徐福建教授/李楊副教授團隊在《Advanced Materials》上發(fā)表了題為“Adaptable Hydrogel with Strong Adhesion of Wet Tissue for Long Term Protection of Periodontitis Wound”的研究論文。
牙周炎是全球發(fā)病率第六高的慢性疾病，表現(xiàn)為牙菌斑附著、牙周袋形成、牙槽骨吸收和牙齒松動等？谇粍討B(tài)環(huán)境，進食，呼吸，以及變異鏈球菌、牙齦卟啉單胞菌和金黃色葡萄球菌等病原微生物的存在都會加重牙周炎的病情，并使牙周炎傷口極易受到微生物的侵襲。傳統(tǒng)的治療方法，包括機械清創(chuàng)和藥物治療，只能暫時緩解病情，無法提供長期保護，使傷口暴露在外部環(huán)境中。
水凝膠作為一種高含水量的交聯(lián)三維支架材料，除了作為給藥載體外，還能起到保護傷口的屏障作用。然而，口腔潮濕動態(tài)的環(huán)境對水凝膠的長期有效性提出了挑戰(zhàn)。商用水凝膠通常存在機械強度低，與組織粘附性差的問題，很容易被唾液沖走。盡管做了很多在功能化的研究，但現(xiàn)有的水凝膠仍在向強粘附和低溶脹方向努力。有限的穩(wěn)定性使它們只能在目標組織上保持幾小時。因此，在臨床實踐中通常需要反復換藥，導致保護不足和容易感染。
為了實現(xiàn)水凝膠在牙周組織上的長期附著，必須滿足兩個關鍵的先決條件：與組織的強附著力和水凝膠的低溶脹性。強附著力對于抵御外力破壞至關重要，而低溶脹性則有助于最大限度地減少水分子擴散和膨脹應力對粘附的削弱作用。由于牙周組織表面光滑且不規(guī)則，因此將水凝膠有效附著在牙周組織上尤其具有挑戰(zhàn)性，這使得預先制備的水凝膠貼片的附著和覆蓋變得復雜。對于原位固化的水凝膠，固化前的前體溶液粘度較低，這使得與組織表面附著和保持接觸的過程更加復雜。解決這一難題的潛在辦法是設計一種能留在牙周組織中的凝膠狀前體，確保固化后具有強粘附性和低溶脹性。
圖5.牙周炎的體內(nèi)治療。
在這項工作中，研究者設計了一種原位光固化水凝膠，它具有優(yōu)異的傷口順應性，且能與牙周傷口牢固粘合。前驅(qū)體預凝膠PSC通過簡單共混制備，海藻酸鈉和Ca2+的離子交聯(lián)增加了體系的粘度，可以短暫停留。PSC可以注射并適應傷口形狀。在光照下，NAGA和AANHS快速聚合，形成堅固強韌的水凝膠。PNAGA的雙氫鍵和預交聯(lián)離子鍵之間確保了水凝膠的高機械強度和低溶脹率。水凝膠與組織之間表現(xiàn)出多種相互作用，包括填充和固化產(chǎn)生的機械互鎖、PNAGA與組織之間的氫鍵以及AANHS與組織之間的酰胺鍵。這些物理和化學作用使水凝膠與組織之間產(chǎn)生了很強的界面粘附力。高效的光聚合過程也為水凝膠提供了強度，同時水凝膠還具有極佳的生物相容性。這種水凝膠具有出色的濕組織粘附性，可在牙周停留5天，優(yōu)于臨床上使用的膏狀水凝膠和其他已報道的口腔生物粘合劑。它的高交聯(lián)密度和強大的組織粘附力能有效防止細菌滲透，為傷口提供持久保護。在牙周炎傷口模型中，水凝膠在保護傷口、減少炎癥和促進牙槽骨修復方面表現(xiàn)出了治療效果。這項研究為設計新型、持久的口腔醫(yī)療敷料提供了有意義的啟發(fā)。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202413373
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