壳聚糖基水凝胶作为临时植入物在乳腺癌术后治疗及感染预防中的应用研究

《International Journal of Biological Macromolecules》：Chitosan based hydrogels as temporary implants for breast cancer postsurgical treatment and site-infections prophylaxis

本文报道了基于壳聚糖（chitosan）经呋喃甲醛（furfural）和戊二醛（glutaraldehyde）通过亚胺键交联的水凝胶，负载姜黄素（curcumin）和5-氟尿嘧啶（5FU）用于乳腺癌术后临时植入。该材料具备优异的黏弹性（抗蠕变、假塑性）、广谱抗菌活性、抗氧化及体外抗癌活性，可实现药物控释和生物降解，为乳腺癌术后重建及感染预防提供了新型功能性植入材料解决方案。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了具有双重治疗功能的壳聚糖基水凝胶，其通过动态亚胺键交联实现优异的自愈合性能，同时负载姜黄素（CRM）和5-氟尿嘧啶（5FU）形成协同抗癌-抗菌体系。材料展现的伪塑性流动特性与天然乳房组织力学行为高度匹配，为其作为临时组织扩张器提供了理论依据。

Results and discussions

为获得适用于乳腺癌术后临时植入的配方，我们通过原位凝胶化策略制备了壳聚糖与呋喃甲醛（F）、戊二醛（GA）交联的新型水凝胶，并同步包封5FU和CRM（示意图1）。体系设计聚焦于两个层面：流变学性能与功能化特性。既往研究表明，壳聚糖-F-GA水凝胶具备理想的抗蠕变性和剪切稀化行为（即“戳一下变软，静置复硬”），模拟了人体软组织对外力刺激的响应机制。此外，亚胺键的可逆性赋予材料自修复能力，显著提升植入物的结构稳定性。

Conclusions

本研究成功构建了负载姜黄素与5-氟尿嘧啶的壳聚糖基水凝胶，其通过亚胺键交联（经FTIR和NMR验证）形成动态网络结构，兼具抗蠕变特性与药物控释功能。形态学分析显示凝胶内部形成多孔支架结构，有利于营养物质传输和细胞浸润。该材料在乳腺癌术后临时植入、局部抗癌治疗及感染预防领域展现出广阔的应用前景。