一(yi)、研究(jiu)背景

隨著患糖(tang)(tang)(tang)尿(niao)病(bing)人數逐年上升，對糖(tang)(tang)(tang)尿(niao)病(bing)所引起的相關并發癥的研究逐步成為熱點話(hua)題(ti)。糖(tang)(tang)(tang)尿(niao)病(bing)通常(chang)會(hui)因(yin)慢性(xing)高血糖(tang)(tang)(tang)而導致嚴重的糖(tang)(tang)(tang)尿(niao)病(bing)性(xing)傷口，這些傷口通常(chang)伴隨細胞功(gong)能障礙、持(chi)續性(xing)炎癥和血管(guan)生成不足等癥狀。糖(tang)(tang)(tang)尿(niao)病(bing)性(xing)傷口長期的炎癥微(wei)環境被認為是愈(yu)合受(shou)阻的主要(yao)原因(yin)。

為了解決這些問題，xue weiming教授(shou)團隊在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊（IF=8.2）上(shang)發(fa)表了(le)(le)題目(mu)為(wei)“Photo-crosslinked enhanced double-network hydrogels based on modified elatin and oxidized sodium alginate for diabetic wound healing"的(de)文(wen)(wen)章(zhang)（DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.125528），文(wen)(wen)章(zhang)進一步討論了(le)(le)水(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)敷料作為(wei)一種新型敷料，具有三(san)維網絡(luo)結構，能(neng)夠顯著(zhu)改善傳統敷料對(dui)炎(yan)癥和(he)增生癥狀的(de)治(zhi)療效果不(bu)足的(de)問題。作者介(jie)紹了(le)(le)水(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)敷料的(de)制備方(fang)法，特別強(qiang)調了(le)(le)對(dui)天(tian)然(ran)聚(ju)合物進行化學修飾以提(ti)高水(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)性能(neng)的(de)有效策(ce)略。文(wen)(wen)章(zhang)還(huan)詳細(xi)介(jie)紹了(le)(le)雙網絡(luo)水(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)制備過程，包括(kuo)慶大霉素硫酸鹽的(de)添加以及水(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)藥物緩(huan)釋性能(neng)。最(zui)后，文(wen)(wen)章(zhang)強(qiang)調了(le)(le)雙網絡(luo)水(shui)(shui)(shui)凝(ning)膠(jiao)在創傷愈(yu)合領域(yu)的(de)廣(guang)闊應用前(qian)景。

二、實驗方法

1.雙網絡水凝(ning)膠的制(zhi)備

圖(tu)1 雙網絡(luo)水凝膠制備機理示意圖(tu)

文(wen)章通過(guo)制(zhi)備GelGMA，OSA再合成GelGMA-OSA雙網絡(luo)水(shui)凝膠。將(jiang)(jiang)GelGMA和(he)OSA制(zhi)備完成后(hou)(hou)，將(jiang)(jiang)1克(ke)光(guang)引發劑2959溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)解(jie)在(zai)(zai)200毫升(sheng)去(qu)離子水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)，形成0.5%的(de)(de)I 2959溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)。然后(hou)(hou)在(zai)(zai)0.5毫升(sheng)0.5%的(de)(de)I 2959溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)加入0.075克(ke)GelGMA和(he)1毫克(ke)GS，隨后(hou)(hou)在(zai)(zai)0.5毫升(sheng)NaHCO3溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)加入0.5克(ke)OSA。將(jiang)(jiang)OSA溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)轉移(yi)到(dao)上述混(hun)合溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)，攪拌10分(fen)(fen)鐘(zhong)，然后(hou)(hou)將(jiang)(jiang)混(hun)合溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)加入透明圓柱模具中(zhong)(zhong)(zhong)，進行(xing)20分(fen)(fen)鐘(zhong)的(de)(de)席夫堿反應(ying)，并在(zai)(zai)室溫下用功率為10瓦(wa)的(de)(de)365納米(mi)紫(zi)外燈下照射1分(fen)(fen)鐘(zhong)。即可制(zhi)備出GelGMA-OSA。準備具有良好抗菌能力用于傷(shang)口愈合的(de)(de)GelGMA-OSA雙網絡(luo)水(shui)凝膠的(de)(de)總體制(zhi)備和(he)步(bu)驟如(ru)圖1所(suo)示。

2.雙網(wang)絡水(shui)凝膠(jiao)的力(li)學測量

復合(he)水凝膠(jiao)的壓縮性能(neng)通(tong)過質構儀（TA.XTC-18，上(shang)海保圣）以1mm/s的恒(heng)定速率(lv)進行測(ce)試，直(zhi)至(zhi)60%的應(ying)(ying)變。將1毫升GelGMA-OSA預聚物溶液注入(ru)空(kong)心(xin)圓柱體(ti)中，并暴露(lu)于365納米紫外(wai)光下照射1分鐘。利(li)用應(ying)(ying)變-應(ying)(ying)力曲線(xian)的前百分之十(shi)斜率來計(ji)算水凝膠的壓(ya)縮模量。

三、實(shi)驗結果(guo)

1.雙(shuang)網(wang)絡水凝膠(jiao)的壓縮性能結果分析(xi)

圖(tu)2（a）壓(ya)縮(suo)模量(liang)測試程序(xu)；（b）不同席(xi)夫堿(jian)反應時間下(xia)GelGMA-OSA的壓(ya)縮(suo)力(li)/應變(bian)曲線；（c） GelGMA和(he)GelGMA-OSA的壓(ya)縮(suo)力(li)/應變(bian)曲線；（d）不同GMA含量(liang)下(xia)GelGMA-OSA的壓(ya)縮(suo)力(li)/應變(bian)曲線；（e） GelGMA-OSA水凝膠的壓(ya)縮(suo)模量(liang)隨GMA用(yong)量(liang)的變(bian)化；GelGMA-OSA 1指的是5% (w/v)的GelGMA；GelGMA-OSA 2指的是10% (w/v)的GelGMA，以此類推(tui)。

在(zai)水凝膠(jiao)的研究(jiu)中(zhong)，壓縮性(xing)能是(shi)重(zhong)要(yao)指標。在(zai)使(shi)用(yong)過程中(zhong)，創面(mian)敷(fu)料將經歷擠壓、摩擦等行(xing)為；因此，具備(bei)一定的機械強度是(shi)不能(neng)少的(de)。標準的(de)壓縮(suo)實驗可用來評估(gu)GelGMA-OSA的(de)機(ji)械(xie)性能(neng)，如圖(tu)(tu)2所示。此外，圖(tu)(tu)2a展示了(le)壓縮(suo)模(mo)量的(de)測試過程。通過以恒定速度0.5毫米(mi)/秒移動(dong)的(de)機(ji)械(xie)探頭感(gan)知(zhi)水凝(ning)膠的(de)應力，當水凝(ning)膠達(da)到50%應變時(shi)，開(kai)始返回原(yuan)始高度。圖(tu)(tu)2b說明了(le)在(zai)不(bu)同席夫堿反應時(shi)間下最(zui)大應力的(de)變化。水凝(ning)膠的(de)最(zui)大應力在(zai)25分(fen)鐘內達(da)到穩定狀態，這表明席夫堿反應已完成。根據分(fen)析結果圖(tu)(tu)2c，相較于其他(ta)單網(wang)絡水凝(ning)膠和(he)5%的(de)GelGMA-OSA 1，GelGMA-OSA 2具有最(zui)佳(jia)的(de)機(ji)械(xie)性能(neng)，表現出優(you)異的(de)彈性。

根據圖2d，當修(xiu)(xiu)飾劑（GMA）濃(nong)度(du)(du)為40毫克(ke)/毫升時，GelGMA-OSA水凝膠(jiao)表(biao)現出(chu)最佳的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)。隨著GMA劑量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，明膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)取(qu)代度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，通過(guo)光交聯成(cheng)功形成(cheng)和構建了(le)加(jia)(jia)(jia)(jia)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)第二網絡，導(dao)(dao)(dao)致(zhi)了(le)最大11.805 ± 0.805 kPa的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮模量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)（圖2e），表(biao)明GelGMA-OSA具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)。當取(qu)代度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)到一定程度(du)(du)時，機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)強(qiang)(qiang)度(du)(du)會降(jiang)(jiang)低。這是因為GMA劑量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)導(dao)(dao)(dao)致(zhi)了(le)明膠(jiao)中(zhong)氨基(ji)修(xiu)(xiu)飾和雙(shuang)鍵(jian)含(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。雙(shuang)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)自(zi)由基(ji)聚合主導(dao)(dao)(dao)了(le)機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。當GMA劑量范圍從40至60毫克(ke)/毫升時，明膠(jiao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氨基(ji)團顯(xian)著減(jian)少，導(dao)(dao)(dao)致(zhi)與OSA中(zhong)的(de)(de)(de)(de)醛(quan)基(ji)反應(ying)程度(du)(du)降(jiang)(jiang)低，由席(xi)夫堿反應(ying)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)共價(jia)鍵(jian)較弱(ruo)，從而導(dao)(dao)(dao)致(zhi)機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)強(qiang)(qiang)度(du)(du)下降(jiang)(jiang)。因此(ci)，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)凝膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分，改變反應(ying)時間和修(xiu)(xiu)飾劑的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)對凝膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)具(ju)有積極(ji)影響(xiang)。