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鑒于此，西南交通大學(xué)魯雄教授及中國海洋大學(xué)韓璐教授報道了基于二維導(dǎo)電纖維素納米片自組裝形成的具有良好柔性、生物穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和細(xì)胞/組織親和力的導(dǎo)電纖維素水凝膠（PGCNSH），并將其與外加電刺激耦合用于增強(qiáng)細(xì)胞粘附及增殖，從而加速糖尿病創(chuàng)面的愈合（圖1）。相關(guān)成果以“Conductive cellulose bio-nanosheets assembled biostable hydrogel for reliable bioelectronics ”為題發(fā)表于《Advanced Functional Materials》。西南交通大學(xué)博士研究生閆力維為該論文第一作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃，國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。

首先，基于良好的細(xì)胞親和性和在生理環(huán)境中穩(wěn)定的導(dǎo)電性，PGCNSH水凝膠可以在外電場輔助下調(diào)控細(xì)胞行為。作者以C2C12成肌細(xì)胞為例，將其培養(yǎng)在導(dǎo)電PGCNSH和純纖維素水凝膠表面，并通過自制高通量電刺激裝置對C2C12細(xì)胞施加不同的刺激電壓（0、300和900 mV），研究水凝膠協(xié)同電刺激對細(xì)胞行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在無電刺激條件下，相比于純纖維素水凝膠， C2C12細(xì)胞在PGCNSH水凝膠表面更有利于的粘附和增殖被檢測出更高的增殖活性和更多粘著斑的形成。此外，施加適當(dāng)?shù)耐鈭鲭妷捍碳ぃ?00 mV）能夠進(jìn)一步增強(qiáng)PGCNSH水凝膠表面C2C12細(xì)胞的增殖，粘附及向肌管方向分化的能力。其次，該導(dǎo)電PGCNSH水凝膠在體內(nèi)也能傳遞電刺激，與外部電刺激的耦合作用下，促進(jìn)糖尿病傷口創(chuàng)面的修復(fù)。將PGCNSH和RCH凝膠植入在糖尿病老鼠背部皮膚傷口部位，并在傷口兩側(cè)施加電刺激。大體觀察結(jié)果表明，相比于非電療組（-ES），電療組（+ES）展示出更快的傷的閉合速率；且PGCNSH+ES治療組的傷口閉合率明顯高于其他組，其傷口創(chuàng)面在28天后基本愈合。此外，組織學(xué)切片染色和免疫熒光染色表明，PGCNSH+ES治療組的傷口具有較少的肉芽組織填充，較多的膠原沉積以及更高α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）的表達(dá)，這些結(jié)果都說明了導(dǎo)電PGCNSH凝膠作為“電子皮膚”在電療耦合作用下具有促進(jìn)慢性傷口修復(fù)的潛力。該研究成果通過將導(dǎo)電性纖維素基水凝膠敷料與電刺激耦合，為加速糖尿病傷口修復(fù)過程提供了有效的協(xié)同治療策略。

圖1 具有生物穩(wěn)定性和細(xì)胞親和性的PGCNSH凝膠作為電刺激器用于調(diào)控細(xì)胞行為及促進(jìn)糖尿病傷口修復(fù)。原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202010465