前沿文献丨干货!8月水凝胶文献汇总

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  • 2022-11-03
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8月份新出的生物医药水凝胶相关论文不完全统计有300篇。影响因子大于10分的21篇。本期的主要内容包括:抗菌碳点和-氨酸共轭制备而成具有自愈功能的可注射水凝胶用于促进细菌感染的伤口愈合、抗生素作为动态交联剂形成的互相贯穿的聚合物网格水凝胶用于感染伤口的治疗、仿生骨膜自粘水凝胶通过协同成骨和血管生成促进临界尺寸大小骨缺损修复、胰岛-1型间充质干细胞衍生的外泌体结合血管生成素-1水凝胶用于增强急性心肌梗塞治疗、细菌生长诱导的妥布霉素智能释放自愈水凝胶用于铜绿假单胞菌感染的烧伤愈合、一种可增强微波肿瘤消融的金属藻酸盐水凝胶用以癌症的协同治疗、具有肿瘤靶向功能的双网格注射水凝胶通过协同光热和近距离放射治疗用于预防乳腺癌复发和伤口感染、活性氧响应和拉曼可追踪水凝胶协同光动力和免疫疗法用于术后癌症治疗、一种盐诱导激酶-2触发型水凝胶释放其激酶抑制剂以抑制卵巢癌的转移、多功能鱼明胶水凝胶反蛋白膜贴片用于伤口愈合治疗


 

Journal of Nanobiotechnology

1,抗菌碳点和-氨酸共轭制备而成具有自愈功能的可注射水凝胶用于促进细菌感染的伤口愈合

 

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Injectable self-healing hydrogel fabricated from antibacterial carbon dots and -polylysine for promoting bacteria-infected wound healing (2022, Aug 11)

 

摘要:开发药物高效地根除病原体并促进伤口愈合是非常值得关注的。一些阳离子碳点CDs)已被应用于抗菌研究,但是相应的具有抗菌活性的阴离子还未被开发研究。在此研究工作中,作者设计了一系列阴离子(尤其是CD 31)作为一种有效的光谱杀菌剂来杀死细菌。此外,阴离子CD 31-氨酸通过共轭方式可构建具有自愈功能的可注射水凝胶(CD-Plys),具有显著的广谱抗菌活性,优异的伤口愈合能力及令人满意的生物相容性。CD-Plys可以通过上皮化和增强血管生成显著加速伤口的愈合。这项工作提供了一种双管齐下的策略来探索用于疾病治疗和和组织工程的基于CD的抗菌水凝胶。

 

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35953858/


 

Advance Healthcare Materials

2.抗生素作为动态交联剂形成的互相贯穿的聚合物网格水凝胶用于感染伤口的治疗

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Interpenetrating Polymer Network Hydrogel Formed Using Antibiotics as a Dynamic Crosslinker for Treatment of Infected Wounds (2022, Aug 3)

 

摘要:装载抗生素的水凝胶是用于治疗细菌感染伤口的一种有前途的伤口敷料。但是通过物理包封来实现抗生素从水凝胶中持续释放具有一定的挑战性。本研究报道了一种互穿聚合物网格P(AA-co-HEMA)Gen水凝胶,它通过甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)和丙烯酸(AA)自由基聚合形成双交联,同时采用抗生素庆大霉素(Gen)作为动态物理交联剂。Gen的氨基通过与AA的羧基静电作用结合到水凝胶中,从而可以产生具有pH响应的药物释放特点。更为重要的是,构建的水凝胶对革兰氏阳性(金黄色葡萄球菌)及阴性菌(大肠杆菌)均表现出超过28天的持久抗菌活性。体内研究表明,载有庆大霉素的双交联水凝胶更有效地消除伤口中的细菌,并显著加速了伤口的愈合。总而言之,这种包载抗生素的互穿网格水凝胶是一种很有治疗前景的伤口敷料材料,可以用于治疗细菌感染的伤口。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35608275/


 

ACS Appl Mater Interfaces

3.仿生骨膜自粘水凝胶通过协同成骨和血管生成促进临界尺寸大小骨缺损修复

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Self-Adhesive Hydrogel Biomimetic Periosteum to Promote Critical-Size Bone Defect Repair via Synergistic Osteogenesis and Angiogenesis (2022, August 17)

 

摘要:骨膜具有募集细胞,加速血管重建,引导骨组织再生等功能,在临界尺寸骨缺损的再生中起着重要的作用。受骨膜功能的启发,研究者提出来一种仿生骨膜制备的策略,即用无机生物活性材料增强天然聚合物水凝胶膜。此研究中,作者采用多巴胺修饰的明胶和氧化透明质酸(GA/HA)制备具有骨组织自粘功能、类似细胞外基质的仿生骨膜,并在水凝胶中进一步掺入纳米生物活性玻璃(MNBG)制备有机/无机共交联水凝胶膜(GA/HA-BG)。MNBG的添加增强了天然聚合物水凝胶膜的稳定性,从而实现了持续的降解和离子的长期释放。神格活性玻璃释放的Ca2+SiO44-离子可以募集细胞并促进骨髓基质细胞分化成骨细胞,启动多中心成骨行为。此外,水凝胶膜中的生物活性离子可以刺激血管内皮生长因子的表达,加速缺损区血管画,协同促进骨损伤修复。这种有机-无机仿生骨膜已被证明在临界尺寸骨损修复中有效且用途广泛,有望为解决临床问题提供有前景的策略。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35925784/


 

ACS Appl Mater Interfaces

4.胰岛-1型间充质干细胞衍生的外泌体结合血管生成素-1水凝胶用于增强急性心肌梗塞治疗

 

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Islet-1 Mesenchymal Stem Cells-Derived Exosome-Incorporated Angiogenin-1 Hydrogel for Enhanced Acute Myocardial Infarction Therapy (2022, August 3)

 

摘要:干细胞衍生的外泌体在心肌梗死(M1)治疗中发挥着重要的作用,但是改善缺血组织中外泌体的滞留是亟需解决的问题。研究表明,islet(ISL1)过表达可以增强间充质干细胞(MSCs)的旁分泌功能并促进M1的血管生成。在此研究中,作者收集了基因工程ISL1-MSC衍生的外泌体(ISL1-MSCs-Exo,并通过RNA测序对外泌体进行分析。接下来,将ISL1-MSCs-Exo掺入新的血管生成素-1水凝胶(Ang-1凝胶)中。研究结果表明,Ang-1凝胶增加了ISL1-MSCs-Exo在内皮细胞中的滞留并增强了抗凋亡、增殖和血管生成能力。超声心电图显示,Ang-1凝胶显著增强了ISL1-MSCs-ExoM1的治疗效果,主要机制可能是由于ISL1-MSCs-Exo的滞留增加,在此增强了缺血性心脏中的促血管生成作用。总之,这些结果阐明了ISL1-MSCs-ExoAng-1凝胶结合的治疗机制,而且为缺血性疾病的治疗提供了新的治疗选择。

 

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35920579/


 

ACS Nano

5.细菌生长诱导的妥布霉素智能释放自愈水凝胶用于铜绿假单胞菌感染的烧伤愈合

 

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Bacterial Growth-Induced Tobramycin Smart Release Self-Healing Hydrogel for Pseudomonas aeruginosa-Infected Burn Wound Healing (2022, August 3)

 

摘要:烧伤是一种常见的健康问题,并且极易受到普通伤口敷料难以处理的细菌感染。因此烧伤创面修复在临床治疗中极具挑战性。在此研究中,研究者以季铵化壳聚糖(QCS)、氧化葡萄糖(OD)、妥布霉素(TOB)为基础,制备了一系列具有良好导电性和抗氧化活性的自修复水凝胶(QCS/OD/TOB/PPY@PDA),和聚多巴胺涂层的聚吡咯纳米线(PPY@PDA NWs)。抗菌结果表明,QCS/OD/TOB/PPY@PDA水凝胶可以在短时间内杀死高浓度的铜绿假单胞菌(PA)、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,并在琼脂中显示出长达11天的杀菌效果。最重要的是,在PA感染的烧伤创面模型中,与商品化Tegaderm敷料相比,QCS/OD/TOB/PPY@PDA水凝胶能够更有效地控制创面炎症水平并促进胶原蛋白沉积、血管生成和更早的创面闭合。因此按需给药的TOB智能释放水凝胶对于细菌感染的烧伤创面愈合极为有利。

 

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35921085/


 

Science Advance

6.一种可增强微波肿瘤消融的金属藻酸盐水凝胶用以癌症的协同治疗

 

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Metallo-alginate hydrogel can potentiate microwave tumor ablation for synergistic cancer treatment (2022, August 5)

 

摘要:微波消融(MWA)作为一种局部肿瘤消融策略,可以用于肿瘤复发的治疗。因此,开发出能够增强MWA的辅助生物材料具有非常重要的临床价值。在此研究中,高浓度的钙离子与藻酸盐鳌合形成藻酸盐水凝胶,暴露在微波下,显示出较强的加热效率。高浓度的细胞外钙离子与温和的热疗协同作用,通过破坏细胞内钙离子稳态来诱导免疫原性细胞死亡。结果表明,钙离子过剩的海藻酸盐水凝胶加MWA可以在降低手术功率的情况下消融小鼠和兔身上不同的肿瘤。这种治疗还可以引发抗肿瘤免疫反应,特别是与STING刺激因子协同作用下,可以抑制远端肿瘤和复发肿瘤的生长。这项工作表明了原位形成的金属藻酸盐水凝胶可以作为微波敏感和免疫刺激的生物材料来加强MWA的治疗,有望用于临床转化。

 

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35921425/


 

Advance Science

7.具有肿瘤靶向功能的双网格注射水凝胶通过协同光热和近距离放射治疗用于预防乳腺癌复发和伤口感染

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Tumor-Targeted Injectable Double-Network Hydrogel for Prevention of Breast Cancer Recurrence and Wound Infection via Synergistic Photothermal and Brachytherapy (2022, August 9)

 

摘要:乳腺癌治疗后局部区域复发率高和潜在的伤口感染对患者的生存构成巨大的威胁。在此研究中,设计了一种125-1标记的RGDY肽修饰的金纳米棒(125-1-GNR-RGDY)的聚乙二醇丙烯酸酯(PEGDA-藻酸盐双网格纳米复合水凝胶(GPA)。该水凝胶是通过将GPA前体溶液注射到小鼠切除的癌性乳房腔中形成的。该水凝胶具有优异的持久光热和放射效应。光热疗法可以抑制受损的DNA的自我修复,促进血液循环,改善缺氧微环境,协同增强近距离放射治疗的疗效,同时消除病原菌。值得注意的是,这种纳米水凝胶具有抗菌活性以防止潜在的伤口感染,这种疗法使预防肿瘤复发和治疗伤口感染的新型术后辅助策略成为可能。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35751467/

 

Nature Communications

8.活性氧响应和拉曼可追踪水凝胶协同光动力和免疫疗法用于术后癌症治疗

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Reactive oxygen species-responsive and Raman-traceable hydrogel combining photodynamic and immune therapy for postsurgical cancer treatment (2022, August 5)

摘要:将免疫检查点阻断(ICB)疗法与光动力疗法(PDT)相结合在肿瘤免疫治疗中具有巨大的潜力,但是活性氧(ROS)的存在会不可避免的破坏共同给药的ICB抗体活性从而影响治疗效果。在此研究中,研究者设计一种ROS响应性水凝胶,以实现光敏剂和ICB抗体的持续共同递送。在PDT治疗期间,水凝胶骨架(PDDA)通过清除有害的ROS来保护ICB抗体,同时触发水凝胶的降解以可控方式释放药物。更有趣的是,PDDA具有超强的和降解相关的拉曼信号,因此可以通过拉曼成像可视化ROS响应的水凝胶降解。结果表明,单次水凝胶治疗后不仅完全抑制了4T1荷瘤小鼠术后复发和转移,还有效抑制了再攻击肿瘤的生长。本研究中基于PDDAROS水凝胶为PDTICB的治疗提供了新的方向。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35931666/


Advance Science

9.一种盐诱导激酶-2触发型水凝胶释放其激酶抑制剂以抑制卵巢癌的转移

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Salt-Inducible Kinase 2-Triggered Release of Its Inhibitor from Hydrogel to Suppress Ovarian Cancer Metastasis (2022, August 9) 

摘要:盐诱导激酶2SIK2)因其在肿瘤的发生和发展进程中发挥着关键作用而成为卵巢癌治疗的新靶点。目前可用的SIK2抑制剂在临床前研究中已显示出显著的治疗效果。然而,SIK2抑制剂直接给药会带来显著的脱靶效应,限制了它们的临床应用。在这项研究中,作者设计了Nap-Phe-Phe-Glu-Leu-Tyr-Thr-Ser-Ser-Asn-Leu-OH (Nap-S)来组装SIK2,抑制剂HG-是一种SIK2响应性超分子水凝胶(Gel Nap-S+HG),用于局部给药和HG的响应性释放,可以有效抑制卵巢癌转移。在卵巢癌过表达的SIK2的激活下,水凝胶中的Nap-S被磷酸化以产生亲水性的Nap-Sp,从而触发水凝胶的分解和抑制剂的响应释放。实验数据表明,Gel Nap-S+HG在细胞及动物水平上均对癌细胞有明显的治疗作用,为卵巢癌的治疗提供了新的治疗思路。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35618488/


 

Journal of Nanobiotechnology

10.多功能鱼明胶水凝胶反蛋白膜贴片用于伤口愈合治疗

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Multifunctional fish gelation hydrogel inverse opal films for wound healing (2022, August 2)

 

摘要:在此研究中,作者研究设计了一种基于光交联鱼明胶水凝胶的新型反蛋白石膜(IOF)贴片,具有伤口愈合和动态监测所需的特性。通过使用鱼明胶甲基丙烯酰、壳聚糖和聚丙烯酸(PAA)的混合物复制胶体晶体模板,构建了具有鲜艳结构的薄膜。由于这些天然生物分子的结构在制备过程中得到了很好的保留,所得到的IOF具有良好的生物相容性、低免疫原性、抗菌性以及促进组织生长和伤口愈合的功能。此外,IOF呈现出相互连接的纳米孔和用于血管内皮生长因子负载的高比表面积。这可以进一步提高其血管生成能力。更为有趣的是,随着pH相应性PAA的加入,IOF贴片可以通过其实时结构衍生或发射光谱报告伤口愈合状态。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35918727


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