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传统伤口敷料存在不足，生物合成支架中的化学光引发剂有缺陷。研究人员以叶绿素为天然光引发剂制备 GelMA/HAMA 复合水凝胶。结果显示该水凝胶结构稳定、生物相容性好、促进伤口愈合。为组织再生材料研发提供新思路。
皮肤，作为人体最大的器官，像一位忠诚的卫士，守护着身体内部的各个器官。它不仅维持着身体的水分平衡，还抵御着外界细菌、病毒的入侵。然而，一旦皮肤受伤，尤其是大面积、深度的伤口，愈合就成了一个棘手的问题。传统的伤口敷料，如纱布等，就像不太合身的 “补丁”，无法为伤口提供理想的愈合环境，它们不仅干燥，还需要频繁更换，给患者带来痛苦。而生物合成支架类的先进敷料，虽然有一定优势，但其中使用的化学光引发剂，如锂苯基 - 2,4,6 - 三甲基苯甲酰基膦酸酯（LAP）和 Irgacure 2959 等，却有着效率低、对环境不友好、细胞毒性高等缺点，就像是隐藏在 “良药” 中的 “副作用”，限制了其在伤口愈合领域的进一步应用。
为了解决这些难题，来自未知研究机构的研究人员开展了一项关于新型水凝胶的研究。他们以叶绿素为天然光引发剂，制备了明胶甲基丙烯酰化（GelMA）和透明质酸甲基丙烯酰化（HAMA）的复合水凝胶。研究发现，这种复合水凝胶具有结构稳定、高膨胀率、低降解率的特点，并且在体外实验中展现出良好的细胞相容性和血液相容性。在体内实验中，利用大鼠模型验证了该复合水凝胶能够在 2 周内使临界尺寸的伤口完全再生。这一研究成果发表在《Applied Materials Today》上，为伤口愈合和组织再生领域带来了新的希望，有望推动生物医学材料的进一步发展。
在研究过程中，研究人员用到了几个主要关键的技术方法。首先，通过核磁共振（NMR）技术来确认 GelMA 的合成，观察特定峰信号的变化，以此判断合成是否成功。另外，通过体内和体外实验，分别在细胞和动物水平对水凝胶的各项性能进行评估，其中体内实验使用了大鼠模型。
水凝胶的合成与结构确认
研究人员通过化学方法，将明胶和透明质酸分别进行甲基丙烯酰化修饰，合成了 GelMA 和 HAMA。利用 NMR 技术对 GelMA 的合成进行确认，对比明胶和 GelMA 的 NMR 谱图，发现 GelMA 在 2.9ppm 处对应赖氨酸亚甲基的峰信号减弱，同时在 5.2 - 5.7ppm 处出现了甲基丙烯酸酯的 C = C 双键峰，证明了甲基丙烯酰基成功与明胶结合，合成了 GelMA。
水凝胶的性能研究
- 体外性能：研究人员对复合水凝胶进行了体外实验。结果显示，该水凝胶结构稳定，具有高膨胀率和低降解率。在细胞实验中，展现出良好的细胞相容性，能够促进细胞的增殖和迁移，这表明它可以为细胞的生长和组织再生提供适宜的微环境。同时，在血液相容性实验中也表现出色，减少了对血液成分的不良影响，降低了凝血等风险。
- 体内性能：为了进一步验证复合水凝胶在实际伤口愈合中的效果，研究人员建立了大鼠伤口模型。实验结果令人振奋，在使用复合水凝胶处理伤口后，临界尺寸的伤口在 2 周内完全再生。这一结果表明，该复合水凝胶在体内能够有效促进伤口的愈合，为皮肤组织再生提供了有力支持。
研究结论与讨论
研究人员成功开发了以叶绿素为天然光引发剂的 GelMA、HAMA 及复合水凝胶。系统研究发现，复合水凝胶相比单一的 GelMA 或 HAMA 水凝胶，具有更优异的性能，如高孔隙率、高膨胀率、低降解率，更有利于细胞向伤口区域迁移，在伤口愈合方面展现出巨大的潜力。
这项研究的意义重大。首先，叶绿素作为天然、生物相容性好的光引发剂，为水凝胶的交联提供了新的选择，避免了传统化学光引发剂的诸多缺点，有望应用于其他水凝胶体系，推动生物相容性再生材料的发展。其次，该复合水凝胶在伤口愈合方面的出色表现，为临床伤口治疗提供了新的思路和潜在的治疗手段，或许在未来能够改善患者的治疗体验，提高伤口愈合的效率和质量，为皮肤损伤修复领域带来新的变革。
