基于辅酶/蜂王酸纳米胶束自交联的温度响应性粘附水凝胶用于高效口腔溃疡治疗

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Bioactive Materials 18

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  针对现有组织粘合剂缺乏体内容错粘附机制和自主治疗活性的问题,研究人员开发了基于硫辛酸(LA)和蜂王酸钠(SQBA)的温度响应性生物粘合剂PolyLA-SQBA。该水凝胶通过LA在SQBA纳米胶束中的原位开环聚合形成自交联网络,具有生理温度触发粘附、低温可剥离的特性,并能持续释放LA和SQBA活性分子,显著促进口腔溃疡愈合。这项研究为智能响应性组织粘合剂的开发提供了新思路。

  

口腔溃疡是最常见的口腔黏膜疾病,严重影响患者生活质量。目前临床使用的漱口水、软膏和贴片由于治疗活性有限且难以在湿润创面长期驻留,疗效欠佳。传统组织粘合剂虽能密封创面,但普遍存在两大瓶颈:一是缺乏粘附容错机制,一旦误粘可能造成组织二次损伤;二是需要外源添加药物才能发挥疗效,增加了制备复杂性和毒性风险。

为解决这些问题,天津医科大学的研究团队创新性地将线粒体辅酶硫辛酸(LA)与蜂王酸衍生物(SQBA)结合,开发出具有温度响应特性的PolyLA-SQBA水凝胶。该研究发表在《Bioactive Materials》上,通过SQBA纳米胶束增溶LA并诱导其原位聚合,利用离子氢键实现纳米胶束自交联;采用流变测试、变温红外光谱和二维相关光谱分析材料特性;通过大鼠口腔溃疡模型评估治疗效果,结合组织学染色、免疫荧光和ELISA分析愈合机制。

3.1 水凝胶的制备与表征
SQBA纳米胶束(临界胶束浓度6.6 mg/mL)能显著提高疏水性LA的溶解度。当LA浓度≥SQBA时,LA在胶束内发生开环聚合形成polyLA,溢出后通过COOH/COO-
离子氢键交联成凝胶。拉曼光谱显示LA的S-S键特征峰(510 cm-1
)分裂为507/524 cm-1
,证实聚合反应发生。

3.2 温度响应特性
水凝胶具有上限临界溶解温度(UCST),25-45% LA含量的体系UCST为30-59°C。变温红外显示加热过程中COOH/COO-
氢键优先断裂,随后羧酸盐与水分子形成新氢键。这种可逆相变使材料在37°C透明粘附,低温时变为不透明且可剥离。

3.3 生理温度增强粘附
PolyLA-SQBA-30-20对湿性口腔黏膜的粘附力达0.15N,在人工唾液中保持24小时不脱落,远超商业壳聚糖贴片(3小时)。独特之处在于误粘时可通过冷却无损剥离,重新加热后仍能恢复粘性,实现"操作-失误-修正"的闭环。

3.4 生物活性
水凝胶可持续释放LA和SQBA,6小时清除70% ABTS自由基,30分钟清除80%·OH。对变形链球菌和牙龈卟啉单胞菌的杀菌率>70%,且当LA含量>25%时溶血率<5%。25μg/mL浓度能最佳促进人牙龈成纤维细胞增殖。

3.5 口腔溃疡治疗
大鼠模型显示,治疗第8天PolyLA-SQBA组溃疡愈合率达93%,显著高于壳聚糖组(78%)。H&E染色显示完全上皮再生,Masson染色显示胶原纤维有序排列。免疫荧光证实该组iNOS+
巨噬细胞和MPO+
中性粒细胞最少,ELISA显示TNF-α和IL-6水平最低。

该研究突破性地将天然活性分子的治疗功能与材料智能响应特性相结合,创建的"即粘即合、即冷即分"粘附系统解决了传统粘合剂不可逆粘接的临床痛点。通过分子自组装策略实现疏水药物高效负载,为功能性组织工程材料设计提供新范式。这种兼具故障容错能力和自主治疗功能的智能水凝胶,不仅适用于口腔溃疡治疗,更为心血管封堵、内镜手术等需要精确粘附的场景开辟了新途径。

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