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常州大学王建浩、蒋鹏举团队《ACS Nano》:基于pH响应性抗菌水凝胶的生物膜感染糖尿病伤口愈合研究
2019-09-17  来源:高分子科技

  近期,常州大学王建浩、蒋鹏举团队在《ACS Nano》上发表题为“pH-Switchable Antimicrobial Nanofiber Networks of Hydrogel Eradicate Biofilm and Rescue Stalled Healing in Chronic Wound”的合作研究论文。常州大学为该论文第一单位,蒋鹏举教授为第一通讯作者,王建浩副教授和2016级硕士生赵远为论文并列第一作者,杨宝珠博士参与了论文的理论计算工作,邱琳副教授和2017级硕士生杜炫呈参与了部分实验。

  糖尿病人伤口愈合缓慢,这使伤口很容易被感染,此外糖尿病人血液中的高糖分和自身血管病变造成的局部缺氧会加速细菌繁殖,在伤口部位形成生物膜。生物膜的形成可诱导慢性炎症的发生,从而阻止伤口正常的愈合级联反应(止血、炎症、增殖和成熟),最终使伤口迁延不愈,并引发诸如截肢等严重的健康问题。因此,开发出一种能够快速消灭生物膜,同时又可促进伤口愈合级联反应的生物活性材料,对于糖尿病人的伤口的管理和快速愈合具有非常重要的意义。

  本工作在前期研究的基础上,设计了一种具有酸性pH激活的广谱抗菌八肽(IKFQFHFD),此多肽在中性pH条件下具有良好的生物相容性,并能通过自组装形成超分子水凝胶载药体系。体外实验表明,此水凝胶载药体系在伤口感染微环境条件下(酸性pH)能够发生解聚,从而同时实现了生物膜的杀伤和伤口愈合药物的原位释放。另外,动物实验结果表明,此水凝胶体系能够在20天内成功实现糖尿病小鼠耐药细菌生物膜感染伤口的完全愈合,显示出了作为慢性伤口敷料的巨大应用潜力。

图1基于pH响应型抗菌水凝胶消除生物膜和拯救慢性伤口的愈合停滞的示意图

图2 水凝胶的性能鉴定

图3 五个治疗组感染MRSA生物膜的糖尿病小鼠伤口图片

  据悉,王建浩、蒋鹏举团队近两年在纳米材料生物应用领域研究方面取得了诸多成果。相关成果陆续发表于Nanoscale 10, 132–141 (2018,封面论文及热点论文),Small 14,1802745 (2018封底论文), ACS Sustainable Chem. Eng. 6, 4504 (2018) ,ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 23093 (2019)等期刊。

  论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b05608

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(责任编辑:xu)
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