天津大學楊建海/劉文廣《AM》:超柔軟自融合超分子聚合物水凝膠,有效防止術后組織粘連
分子間的氫鍵密度嚴重影響氫鍵合的超分子聚合物水凝膠的凝膠化和流變行為,因此提供了一條微妙的途徑來調整其理化性質,以滿足特定的生物醫學應用。最近,天津大學楊建海/劉文廣教授團隊引入了N-丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)側鏈中兩個酰胺之間的一個亞甲基間隔基,以生成變體單體N-丙烯酰基丙氨酰胺(NAAA)。


圖1 a,b)具有H鍵交聯網絡的超分子PNAAA水凝膠的示意圖(a),以及經過或未經過PNAAA水凝膠處理的大鼠盲腸腹壁粘連模型的示意圖(b)。

圖2 a)N-丙烯酰基丙氨酰胺(NAAA)和N-丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)的化學結構。b)在生理鹽水中浸泡3天后,PNAAA-25水凝膠和PNAGA-25水凝膠的照片。c)具有不同單體含量的PNAAA水凝膠和PNAGA水凝膠的溶脹率。d,e)PNGA-25水凝膠(d)和PNAAA-25水凝膠(e)的變溫FTIR光譜; 虛線是羰基在150°C時的曲線擬合。f)無序氫鍵羰基和游離羰基的總量與有序氫鍵羰基的數量之比;AF:游離羰基擬合曲線的積分面積;AD:無序氫鍵羰基擬合曲線的積分面積;AO:有序氫鍵羰基擬合曲線的積分面積。g,h)混合有6H2O的雙NAGA二聚體(NAGA-22)(g)和雙NAAA二聚體(NAAA-22)(h)的構象。

圖3 PNAAA水凝膠的流變學特性。a)掃頻曲線(0.1–100 Hz,應變為1%,37°C)。b)時間掃描曲線(0–3分鐘,1 Hz,應變為1%,37°C)。c)階躍應變曲線,低應變為0.5%,高應變為500%(1 Hz,37°C)。d)剪切速率掃描曲線在0.01–1000 s-1的范圍內。e)自融合PNAAA水凝膠的時掠曲線(0-3分鐘,1 Hz,應變1%,37°C。f)在低應變0.5%時自融合PNAAA水凝膠的階躍應變掃描 最高500%(1 Hz,37°C)。

圖4 自融合PNAAA水凝膠的防污能力和細胞活力。a)BSA在自融合PNAAA水凝膠和PNAGA-25水凝膠上的吸附。b)纖維蛋白在自融合PNAAA水凝膠和PNAGA-25水凝膠上的吸附。c)18小時后,L929細胞在自融合PNAAA水凝膠和PNAGA-25水凝膠上的細胞附著。放大倍率:200×;比例尺:100 μm。d)自融合的PNAAA水凝膠的細胞毒性。
圖5 自融合PNAAA水凝膠的術后抗粘連能力。a)模型,PNAAA水凝膠和HA水凝膠組在術后第14天和粘連后第7天的腹部粘連的代表性照片。b)在治療后第14天和粘著溶解后第7天治療后不同組的粘附力評分。“ r”表示“經常出現”。c,d)術后第14天和粘連后第7天,對正常組,模型組,PNAAA水凝膠和HA水凝膠組的標本進行病理分析。CE:盲腸;AW:腹壁。
圖6 自融合PNAAA水凝膠對核因子κB(NF-κB)信號通路的影響。a,b)術后第14天和粘連后第7天,受傷組織中TNF-α的相對mRNA表達和血清中TNF-α的濃度;c,d)在術后第14天和粘著溶解后第7天,p65蛋白在受傷組織中的表達論文鏈接:doi.org/10.1002/adma.202008395
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