口腔溃疡是最常见的口腔疾病,但却严重影响患者的生活质量。因此,市面上有许多种针对口腔溃疡修复的贴片产品。然而,受湿环境下复杂的口腔运动的影响,贴片与伤口的粘附效果并不理想,贴片色彩不美观的问题也限制了商用贴片的广泛应用。
为了解决这些问题,受藤壶粘附机理的启迪,四川大学李建树教授团队在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表了题为“Barnacle-Inspired Robust and Aesthetic Janus Patch with InstinctiveWet Adhesive for Oral Ulcer Treatment”的文章(DOI:10.1016/j.cej.2022.136580),设计了一种具有不对称湿态粘附性的双面贴片,这种贴片粘附性强且美观。研究人员依据藤壶粘附机理,对甘氨酸进行双键改性,得到N-丙烯酰-2-甘氨酸(ACG),并与羟基磷灰石(HAp)结合制备PACG水凝胶作为粘附层。PACG上具有大量游离羧基,能够与组织形成大量共价键和氢键,提供即时湿态粘附力。HAp作为连接聚合物链的桥梁,模拟了藤壶的有机-无机杂化机制,提高了粘附层的粘结强度和韧性,并使其具有优秀的湿态粘附能力。润滑层由甲基丙烯酸酐双键改性的结冷胶(MeGG)制成,可以避免粘附其他组织造成二次伤害。MeGG层带有大量负电荷,还能有效防止成纤维细胞粘附,最终预防口腔纤维化。
在治疗口腔溃疡时,这种双面贴片密封创面,隔离食物残渣和微生物,减少口腔运动的影响,避免污染和刺激创面。同时,密封区域缺氧,促进成纤维细胞的生长,从而加速毛细血管和肉芽组织的形成。在治疗大鼠口腔溃疡时,这种双面贴片表现出即时湿态粘附性,残留时间长,克服了商品化产品的局限性,经受住了咀嚼、咬合等复杂口腔运动,取得了良好的治疗效果。该研究成果已经申请发明专利(申请号:202111140211.1)。
图1合成和制备双面贴片的示意图及其在口腔粘膜的粘合机理。A)双面贴片的制备路线,B)用双面贴片治疗大鼠口腔溃疡的体内实验,以及 PACG 层与粘蛋白之间的相关粘附机制。
图2 在第1、3、5和7天,未经处理组(对照组)及用市售的C-film、C-dex和双面贴片处理的大鼠口腔溃疡总体图像。
图3不同膜的体内治疗效果。i)对不同处理后第1天的大鼠颊黏膜组织进行H&E染色和CD11b(绿色)免疫组化染色。对不同处理后第7天的CK5(绿色)和CK13(绿色)染色。用DAPI染色核(蓝色)
论文的第一作者为四川大学高分子科学与工程学院硕士生邢家琪和丁元。通讯作者为李建树教授和谢婧副研究员。该项工作得到国家自然科学基金(基金号:51925304, 52073191, 52103176)和高分子材料工程国家重点实验室(sklpme2020-2-06)的支持。
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