基于透明质酸(HA)与κ-卡拉胶(KCG)金属离子交联的可注射水凝胶:长效化疗药物递送系统的创新突破

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition 3.6

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  为解决传统化疗药物递送系统生物相容性差、释放周期短等问题,研究人员开发了基于Fe(III)-EDTA交联的透明质酸(HA)/κ-卡拉胶(KCG)杂化水凝胶。该体系通过非化学修饰策略实现剪切稀化特性,兼具可注射性和16天缓释能力,体外实验证实其对柔红霉素(DNR)的控释效果及增强的细胞毒性活性,为局部化疗提供了新型生物材料解决方案。

  

生物医学领域迎来新型智能水凝胶的重大突破!科学家们巧妙利用三价铁离子(Fe3+)与乙二胺四乙酸(EDTA)的配位作用,将天然多糖透明质酸(Hyaluronic acid, HA)和κ-卡拉胶(κ-carrageenan, KCG)编织成具有神奇性能的立体网络结构。这种金属离子交联的水凝胶就像具备"变形金刚"般的特质:在注射器推注时表现出剪切稀化行为(shear-thinning),而进入体内后又能自动修复(self-healing)恢复三维结构。

通过傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)等检测手段,研究团队揭开了这种杂化水凝胶的奥秘。与单一组分相比,HA-KCG双网络水凝胶展现出更优异的溶胀性能和降解抗性,其药物缓释能力持续突破16天——这相当于给抗癌药物柔红霉素(Daunorubicin, DNR)装上了"分子定时胶囊"。更有趣的是,这种生物材料还能增强DNR对癌细胞的杀伤效果,仿佛给化疗药物装上了"导航增强系统"。

该技术摒弃了传统化学交联剂和温度敏感添加剂,通过简单的金属配位作用构建出具有剪切稀化和触变特性(thixotropy)的互穿聚合物网络(IPNs)。这种"绿色"制备策略不仅保留了天然多糖的生物活性,更为精准医疗时代的局部化疗提供了革命性递送载体。

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