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華僑大學(xué)肖美添教授和鄭秉得博士團(tuán)隊(duì)《Carbohyd. Polym.》:當(dāng)多糖水凝膠遇上光熱治療-對(duì)促進(jìn)傷口愈合擦出奇妙火花
2022-10-18  來源:高分子科技

  近期,華僑大學(xué)海洋生物資源開發(fā)研究中心肖美添教授和鄭秉得博士團(tuán)隊(duì)在Elsevier旗下的國際高水平期刊Carbohydrate Polymers發(fā)表了題為“Polysaccharide-based hydrogel with photothermal effect for accelerating wound healing”的綜述文章,通訊作者為鄭秉得博士,該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于水凝膠與光治療結(jié)合的最新進(jìn)展之一。


  近年來,越來越多的努力集中在水凝膠結(jié)合光熱治療(PTT用于傷口愈合的設(shè)計(jì)和開發(fā)上,并在臨床前研究中取得了顯著的成果;谏鲜鍪聦(shí),該文章綜述了近年來多糖水凝膠結(jié)合PTT在傷口愈合中的最新研究進(jìn)展,以期為水凝膠(尤其是多糖水凝膠)的良好性能展示前景,并啟發(fā)新的設(shè)計(jì)。 


1 光熱治療與多糖水凝膠的有機(jī)結(jié)合


  皮膚作為人體最大的器官,約占人體總面積的40%。占全身重量的15%。皮膚在維持生物體內(nèi)平衡和保護(hù)身體免受有害物質(zhì)和微生物侵害方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但如果遇到深度傷口或燒傷,尤其是全層傷口,皮膚的自愈能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這主要是由于傷口愈合過程中的細(xì)菌感染,導(dǎo)致組織損傷嚴(yán)重,炎癥反應(yīng)更嚴(yán)重,傷口修復(fù)被延遲。


  水凝膠作為一種重要的生物材料,由于其良好的生物相容性、可調(diào)節(jié)的降解性和適宜的力學(xué)性能,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。此外,水凝膠是多孔的,高度柔韌,可以保持特定量的水(高達(dá)90%),這些“柔軟和濕潤”的特性提供了一種類似活組織的環(huán)境,從而使其成為一種適合醫(yī)療保健的生物材料。PTT是指在近紅外光的刺激下,光熱劑將吸收光子能量并將其轉(zhuǎn)化為熱能,從而特異性地殺死致病菌(圖2a)。此外,PTT能有效緩解分子間作用力或減小體積,局部溫度的變化也會(huì)導(dǎo)致水凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變化,實(shí)現(xiàn)藥物的快速釋放,降低細(xì)菌感染的發(fā)生率,從而加速傷口愈合。因此,眾多研究者們提出了這種“一石二鳥”的策略:即用PTT消除病變細(xì)胞后,利用水凝膠進(jìn)行組織修復(fù),從而在激光照射下發(fā)揮1+1 > 2的治療效果(圖2b)。 



圖2 (a)PTT過程的Jablonski簡化能級(jí)圖;(b)水凝膠結(jié)合PTT加速傷口愈合示意圖


  基于此,該綜述分別介紹了可用于制備水凝膠的多糖的結(jié)構(gòu)和性能,包括海洋來源的多糖(如海藻酸鹽、殼聚糖、卡拉膠、瓊脂糖)、植物/種子來源的多糖(如淀粉、纖維素、瓜爾膠)、細(xì)菌來源的多糖(如結(jié)冷膠、葡聚糖、黃原膠)和動(dòng)物/人源多糖(如透明質(zhì)酸)。緊接著,根據(jù)摻雜光熱材料的不同,分別介紹和討論了六種具有光熱效應(yīng)的多糖水凝膠最新的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,包括金屬復(fù)合基多糖水凝膠、過渡金屬硫化物/氧化物復(fù)合基多糖水凝膠、碳基多糖水凝膠、無機(jī)/金屬聚合物基多糖水凝膠、有機(jī)聚合物基多糖水凝膠和天然生物聚合物基多糖水凝膠。最后,在總結(jié)分析的基礎(chǔ)上,討論了多糖水凝膠與光熱治療結(jié)合用于傷口愈合的挑戰(zhàn)和前景,以期促進(jìn)多糖水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。


  論文信息:Polysaccharide-based hydrogel with photothermal effect for accelerating wound healing

  Bing-De Zheng*, Mei-Tian Xiao

  Carbohydrate Polymers

  DOI:10.1016/j.carbpol.2022.120228

  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.120228

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