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  基于貽貝黏附機制的黏附抗菌水凝膠可以通過化學交聯作用或物理相互作用黏合在細胞外基質上，在組織黏合和組織再生方面表現出很好的應用前景。目前，研究者們主要致力于設計和制備基于鄰苯二酚基團修飾的天然或者合成聚合物的黏附性水凝膠，雖然已經實現了較強的組織黏附性，但是在實際應用中仍面臨著一些問題。

  首先，為增強凝膠組織黏附性的同時，賦予凝膠更多的生物功能，研究者們大多對聚合物進行復雜的修飾或者改性，這個過程中往往涉及大量的有機溶劑或者碳碳雙鍵的引入，這對此類水凝膠的應用推廣和生物安全性而言也是一大挑戰。

  其次，目前多數黏附水凝膠往往只考慮凝膠的黏附性，但是對于使用過程中的更換和移除及傷口開裂問題并未做相關的考量，這有可能在剝離或移除過程中對組織產生二次傷害。

  另外，抗生素和納米材料仍然是抗菌材料的首選，但是其耐藥性和長期生物安全性仍是不容忽視的問題。

  因此，基于簡單材料設計和制備多功能組織黏附劑以實現有效的組織閉合和再生仍需要進一步研究。

圖1：基于QCS和PA@Fe的黏附水凝膠的制備及應用

  基于目前存在的這些問題，郭保林教授團隊在對殼聚糖進行季銨化（QCS）改性的同時，引入原兒茶醛與三價鐵離子的配合物（PA@Fe）作為雙重動態交聯劑，在增強凝膠力學性能及黏附性的同時，賦予材料較好的自愈合性能，并且可以實現組織的二次黏合。

圖2：凝膠的自愈合

圖3：水凝膠的黏附性及其可移除性

  同時，由于凝膠網絡中響應型動態配位鍵和席夫堿交聯作用，水凝膠可以實現酸液及鐵離子螯合劑的響應性移除。在醫用鐵離子螯合劑甲磺酸去鐵胺（DFO）的存在下，凝膠的豬皮黏附強度從10.4降到了1.3kPa，可以有效避免凝膠移除過程中對組織的二次傷害。此外，該黏附性水凝膠還表現出較好的組織止血效果。

圖4：凝膠的接觸抗菌

  基于凝膠較好的黏合特性、可移除及自修復性，該凝膠在組織黏合方面表現出很好的應用前景。在大鼠全皮切口模型評估中，該黏附性水凝膠表現出很好的組織閉合和組織修復效果。相較于其他組，黏附性水凝膠幾乎可以實現無痕修復，同時修復后的皮膚組織也具有較好的力學強度。此外，由于QCS和PA自身的抗菌性及PA@Fe復合物可控的光熱特性，該黏附性水凝膠還表現出較好的抗菌效果，在感染慢性創面的愈合中也表現出很好的應用前景。

圖5：凝膠的組織黏合效果

  該研究以“Dual-Dynamic-Bond Cross-Linked Antibacterial Adhesive Hydrogel Sealants with On-Demand Removability for Post-Wound-Closure and Infected Wound Healing”為題發表在ACS Nano上。論文的第一作者為西安交通大學前沿科學技術研究院博士生梁育晴，通訊作者為郭保林教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c00204