Mechano-responsiv hydrogel udviklet til sårheling

Dr. Wang Rongs team fra Cixi Institute of Biomedical Engineering, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) fra det kinesiske videnskabsakademi, i samarbejde med forskerne fra Sun Yat-sen University og Nanchang University, har udviklet en mechano-responsiv antibakteriel hydrogel med kontrollerbar lægemiddelfrigivelsesadfærd til sårheling. Undersøgelsen blev offentliggjort i ACS -anvendte materialer og grænseflader .

I de seneste årtier har hydrogeler til sårheling har tiltrukket enorm opmærksomhed rundt om i verden. Imidlertid, akutte hudskader på bevægelige kropsdele, der normalt lider af forskellige mekaniske kræfter, såsom strækningskræfter og kompressionskræfter under dynamiske omstændigheder, således blev helingsprocessen let forstyrret.

Traditionelle hydrogeler har begrænset effekt på grund af deres dårlige mekaniske egenskaber, hudens klæbeevne og effektivitet ved levering af lægemidler. For at løse dette problem, forskerne i denne undersøgelse designet en hård, antibakteriel, lægemiddelbelastet mechano-responsiv zwitterionisk hydrogel.

Diacrylat Pluronic F127 (F127DA) miceller blev anvendt som makro-tværbindere og lægemiddelbærere. Den udviklede micelle-tværbundne hydrogel viste overlegne mekaniske egenskaber, med den ultimative trækstyrke og trækstyrke på op til 112 kPa og 1420%, henholdsvis, og trykbelastning på op til 1,41 MPa.

Derudover poly (sulfobetainmethacrylat) (polySBMA) gav hydrogelen fremragende vævsklæbningsevne (～ 6 kPa) og en antifouling -egenskab. Når den micelle-tværbundne hydrogel blev udsat for mekaniske kræfter, den svage hydrofobe forening i micellerne blev ødelagt, kombinationen mellem bioaktivt lægemiddel og micellekernen blev destabiliseret, resulterer i responsiv lægemiddelfrigivelsesadfærd. Resultaterne viste, at frigivelsen af ​​lægemidlet fra hydrogel præcist kunne styres af mekanisk styrke og cyklusser, som giver hydrogel en bredspektret antibakteriel egenskab mod både grampositive og gramnegative bakterier.

Ud over, zwitterionisk polySBMA besidder høj hydreringsevne til at danne et stabilt frastødende grænselag under vandige betingelser, således hæmmede den fremstillede hydrogel effektivt proteinadsorption og bakterieadhæsion. Hydrogelen viste god biokompatibilitet til pattedyrceller og fremmer effektivt sårheling i en musemodel med fuld tykkelse af huddefekter.

Dette hårde, mechano-lydhør, antibakteriel og biokompatibel hydrogel har et stort løfte om sårbehandling i et komplekst dynamisk miljø.