用于糖尿病伤口愈合的开云体育 开云平台ZIF-91多孔液体基复合水凝胶敷料系统的开发
2023-04-02 17:42:36
近期，杨小凡，戴红莲，开云 开云体育APP陆伟刚，李丹教授的团队在上Small发表了用于糖尿病伤口愈合的ZIF-91多孔液体基复合水凝胶敷料系统的开发的文章。作者报道一种简单而通用的策略，通过表面改性和离子交换法制备ZIF-91多孔液体（ZIF-91-PL）基复合水凝胶。ZIF-91-PL的阳离子性质不仅让复合水凝胶具有抗菌作用，而且具有较高的姜黄素装载能力和缓释能力。更重要的是，ZIF-91-PL接枝侧链上的丙烯酸酯基团可与改性明胶共同参与光固化交联，得到的复合水凝胶对糖尿病创面有明显的愈合效果。该工作首次证明了一种基于MOF的多孔液体可以用于药物传递，以及复合水凝胶在生物医学领域有潜在的应用。
要点一，实验设计原理：如方案一所示，作者以ZIF-90为分子工程前体，制备了ZIF-91多孔液体（ZIF-91-PL）。ZIF-91-PL的两亲性使其能很好地分散在改性的明胶溶液中，以相对均匀的形式吸附姜黄素。同时，ZIF-91-PL上的丙烯酸酯基团可以通过光固化与改性明胶交联，使制备的ZIF-91-PL复合水凝胶具有较强的力学性能。
要点二，ZIF-91-PL复合水凝胶具有良好的抗菌和抗氧化性能：生物学研究表明，所合成的ZIF-91-PL复合水凝胶负载姜黄素具有良好的抗菌和抗氧化性能，所制备的涂层可显著促进感染糖尿病小鼠的创面愈合。
方案1. (a) ZIF-91-PL的表面修饰和离子交换合成过程示意图。 (b) ZIF-91-PL复合水凝胶涂层用于糖尿病创面愈合的应用说明。
图3.(a) 用复合水凝胶处理后的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌落的照片。 (b-c) 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的相对细菌存活率。
图4.(a) 用水凝胶的液体提取物处理HUVECs、成纤维细胞和HaCAT细胞的活/死染色测定。 (b-d) 采用细胞计数试剂盒-8（CCK-8）法测定细胞活力。
图5. (a) 用复合水凝胶处理的小鼠切除伤口的大体视图。 (b) 在不同时间点的创面面积的比较。 (c) 治疗第14天小鼠伤口皮肤组织样本的H&E染色图像。 (d) 第14天伤口上皮再形成的对比图。 (e) 第14天用Masson染色法测定胶原沉积。 (f) 第14天蓝色胶原蛋白染色强度的对比图。
图6. (a, c) 第14天后伤口区域的血小板内皮细胞粘附分子（CD31）、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和细胞核（DAPI）的免疫荧光染色，分别染色为红色、绿色和蓝色。 (b, d) 第14天CD31和α-SMA染色强度的比较。 (e) 以二氢乙锭（DHE）为探针，第6天糖尿病创面的ROS水平。 (f) 第6天荧光强度的对比图。
综上所述，该研究通过表面修饰和离子交换，设计并合成了一种基于ZIF的多孔液体（ZIF-91-PL）。ZIF-91-PL具有两亲性，开云 开云体育APP不仅提高了姜黄素的负载能力，而且在明胶中具有良好的分散性。其侧链上的丙烯酸酯基团可通过紫外光固化将ZIF-91-PL与明胶交联，由此得到的ZIF-91-PL水凝胶负荷姜黄素对糖尿病创面有明显的愈合效果。开云 开云体育APP这项研究是首次将多孔MOF液体作为药物载体，并进一步制备了用于伤口敷料的复合水凝胶。考虑到其生物相容性和低毒性，该策略对多孔液体在生物医学科学中的应用具有巨大的潜力。
杨小凡副教授简介：华中科技大学同济医学院附属协和手外科副教授，副主任医师。专注于糖尿病并发症发病机制和防治手段的研究，在糖尿病创面、糖尿病周围神经病变和糖尿病肌萎缩等疾病中开展系列创新性工作，先后主持国家自然科学基金青年项目、湖北省自然科学基金青年项目、武汉市知识创新专项曙光计划项目和吴阶平医学基金会临床科研专项基金。以第一和通讯（含共同）作者在Small、Theranostics、Mater Today Bio、Cell Death Dis、J Nanobiotechnology等国际高水平期刊发表SCI论文23篇，其中热点＆高被引论文1篇。获2020年中国医师协会手外科青年论文竞赛二等奖、华中科技大学科技创新活动标兵、Wiley威立中国开放科学2022年度作者。任中华医学会手外科学分会中南地区学术委员会委员、中国医师协会显微外科医师分会数字与智能显微外科学组委员以及《医学杂志》《BURNS & TRAUMA》等期刊编委。
戴红莲教授简介：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室研究员，长期从事生物医用材料及其医疗器械的研发，主要包括组织修复与再生材料、纳米生物复合材料、可注射生物材料、磁性生物材料及药物控释材料等。在材料仿生设计与制备、材料表面修饰、材料与细胞/组织间的相互作用及生物3D打印等方面做了较多研究。先后主持和承担了国家重点研发计划、“973”课题、国家自然科学基金等科研项目40余项。在国内外学术刊物上发表论文160余篇，授权国家发明专利49项，欧美专利3项，骨干研发的成果已有4个获国家三类医疗器械注册证，并惠及50余万患者；开发的增材制造复杂结构可降解陶瓷、磷酸钙骨水泥、周围神经移植物等多个产品进入临床试验；研究成果获国家科技进步二等奖及湖北省科技进步二等奖各1项。兼任中国生物材料学会常务理事、中国生物材料学会神经修复材料分会副主任委员等。
陆伟刚教授简介：暨南大学化学与材料学教授、博士生导师。2012年2月至2015年2月美国德州农工大学助理研究科学家，2016年8月至2018年7月美国费耶维尔州立大学研究科学家，2018年暨南大学第三层次人才引进。陆伟刚教授主要从事金属-有机多孔材料、有机多孔材料、多孔碳材料及超分子化学方面的研究工作。诸多知名学术期刊独立审稿人，至今已在Nature, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., 等国际权威期刊上发表论文近60篇，论文被他人引用超过8000次，H-index为41。
李丹教授简介：暨南大学化学与材料学院院长、教授、博士生导师。从事超分子配位化学的研究工作，为合成技术、材料创新和晶体工程积累了实践经验及理论基础。国家杰出青年基金获得者（2008年），英国皇家化学会会士（FRSC，2014年），中国化学会首批高级会员（2020年）。主持国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目和国家973计划（课题组长）等。在国际权威学术刊物如Nature, J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，等发表学术论文350余篇。获国务院“政府特殊津贴专家”，入选首届国家“万人计划”领军人才；曾获得广东省科学技术一等奖（第一完成人）、第十五届广东省丁颖科技奖。
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