Biomacromolecules | 在水环境中具有持久粘合力的粉末状医用胶粘剂

原创   LH Group PKU  吕华课题组 2024年11月07日  北京 

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/K6LOIwRqwQ_sc-FEjjKe5w

    大家好，今天为大家分享一篇近期发表在Biomacromolecules上的文章，Powdered Medical Adhesive with Long Lasting Adhesion in Water Environment。这篇文章的通讯作者是四川大学的雷洋。

    医用胶粘剂是传统伤口闭合方法的替代方法，粉末状医用胶粘剂可用于治疗较深和不规则的伤口。然而，现有产品侧重于止血性能，而在水环境中的长期粘附性能仍然是一个挑战。

    邻苯二酚能与组织形成氢键，氧化成醌后能与氨基酸的氨基和巯基残基反应，形成共价结合。单宁酸被认为是一种具有生物安全性的有效抗菌和抗炎成分，且有着较强的氢键形成能力。基于以上背景，作者在酸性条件下利用单宁酸和明胶溶液制备了一种粉末状医用胶粘剂（POWDER），其在水环境中具有持久的粘合力。

    单宁酸主要通过氢键结合明胶并保持粘附力，氧化成醛后与氨基、巯基及其他氨基酸残基反应，表现出优异的水下附着力。富含醛基的氧化葡聚糖（ODex）粉末能够在胶粘剂中提供共价结合。ODex与氨基残基形成席夫碱，通过共价结合进一步增强了粘合强度（图 1）。

 

    随后，作者分别测试了三种样品在粘合状态以及PBS浸泡24 h后的剪切强度，结果显示POWDER组无明显变化，POWDER-pH≈3组明显下降，进一步的黏附实验显示TA含量与剪切强度成正比，ODex使粘合强度有增加（图3）。

    作者使用POWDER和P-ODex提取物进行了细胞毒性实验与红细胞溶血实验，实验结果均符合安全标准，证明了材料具有优异的生物相容性（图4）。

    通过皮下植入实验，作者评估了材料的降解和炎症反应。结果显示，在14天时，POWDER和P-ODex均出现炎症反应。第30天时P-ODex的降解程度低于POWDER。在动物实验中，缝合的伤口在第2天被结痂覆盖，第7天大部分愈合，伤口处的皮肤增厚，疤痕比较明显。而POWDER黏合的伤口在第2天与血液混合，形成覆盖伤口的结痂，结痂在第7天完全脱落，伤口恢复后留下浅疤痕，皮肤厚度没有明显变化（图5）。

    最后，作者在体外模拟了材料在组织上的粘附，POWDER大在1分钟后能够单独密封猪皮肤、主动脉和大肠上的伤口。在PBS中浸泡24小时后，每个组织上的粘合剂都能保持粘附力，使用PBS处理的猪主动脉进行渗漏试验。闭合伤口在水流过时没有显示泄漏，实验后粘合剂保持完整，没有变形或脱粘。P-ODex有着与POWDER类似的实验结果。

    总的来讲，作者在酸性条件下使用单宁酸和明胶开发了一种粉末状医用胶粘剂，在水环境中实现了长期粘合。为粉末状粘合剂的开发提供了一种参考，对于需要快速伤口治疗的患者具有重要意义。