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組織微環境中過量表達的活性氧（ROS）和缺氧狀態會破壞正常的組織修復和再生，進而促發纖維化和功能紊亂，是導致心肌梗死等炎癥性疾病的重要誘因。因此，及時而有效地消除組織中過量的ROS并改善低氧環境對于抑制炎癥微環境促進組織修復再生具有重要意義。

針對該問題，浙江大學高長有教授團隊首先通過聚乙二醇二丙烯酸酯（Mn=575，PEGDA575）的雙鍵和酮縮硫醇二胺小分子的氨基間的邁克爾加成反應合成了一種新型的含雙鍵端基的活性氧響應超支化聚合物（HBPAK）。進一步將HBPAK、甲基丙烯酸修飾的透明質酸（HA-MA）、可將過氧化氫催化為水和氧氣的過氧化氫酶（CAT）以及光引發劑LAP的水溶液充分混合，在紫外光照下數秒即可交聯得到雙功能水凝膠（圖1）。該水凝膠兼具的活性氧消除和釋氧功能，可針對性緩解心梗微環境的過度炎癥和缺氧問題，有效地促進心梗組織的修復和治療。

圖1 兼具活性氧消除和釋氧的可注射水凝膠的構建及心梗治療原理

他們制備了四種不同的水凝膠材料（雙功能、具備活性氧消除或釋氧單一功能、無功能對照水凝膠四種），并將其注射進心梗大鼠梗死心肌層，考察體內的治療效果。28天后的心超測試及Masson染色結果（圖2）表明，四種水凝膠可不同程度上改善心功能和減小心梗面積，而兼具雙功能的水凝膠可顯著提高射血分數（EF）和短軸縮短率（FS）值，改善收縮功能，降低左心室收縮末體積（ESV）和舒張末體積（EDV）值，抑制心室體積變大和心室重構，減小心梗面積，具有最優的心梗修復效果。

進一步的分析表明，該雙功能水凝膠可有效減少心梗組織原位的自由基含量、緩解缺氧狀態、減少全身血清中炎癥因子TNF-α含量、抑制細胞凋亡、提高促組織修復型M2/炎性M1巨噬細胞比例、促進血管化。該雙功能水凝膠無細胞負載組分，易于制備和手術操作，具有很大的應用潛能。

圖2 28天后心梗大鼠心超測試和Masson染色結果

該研究工作“A Reactive Oxygen Species Scavenging and O2 Generating Injectable Hydrogel for Myocardial Infarction Treatment in vivo”于近日發表在Small雜志上。論文的第一作者為浙江大學高分子系博士生丁潔，通訊作者為浙江大學高分子系高長有教授。

論文鏈接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005038

信息來源:材料化學快訊

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