基于氧化透明质酸与胺化明胶的动态共价水凝胶：兼具可注射性、自修复性及优异细胞相容性的ECM仿生材料

研究人员针对ECM仿生水凝胶机械性能差、降解过快等问题，通过氧化透明质酸(oHA)与胺化明胶(Gel-ADH/CDH)的席夫碱动态交联，开发出兼具可注射性、自修复性和细胞相容性的新型水凝胶。该材料支持脐带间充质干细胞(UC-MSCs)增殖，在组织工程领域具有广阔应用前景。

　　

在组织工程与再生医学领域，细胞外基质(ECM)仿生水凝胶因其与天然组织的高度相似性备受关注。然而，传统ECM水凝胶面临两大技术瓶颈：一是机械性能薄弱导致植入后结构易崩塌，二是降解速率不可控影响长期治疗效果。更棘手的是，现有材料往往缺乏临床最需要的可注射性和自修复能力——这两种特性对于微创手术中填充不规则创面至关重要。

针对这些挑战，中国科学院大学温州研究院联合温州医科大学附属象山医院的研究团队另辟蹊径，从ECM的关键组分透明质酸(HA)和明胶(Gel)入手，通过创新性的化学修饰策略，在《International Journal of Biological Macromolecules》发表了突破性成果。研究人员采用高碘酸钠氧化HA引入醛基，同时通过己二酸二酰肼(ADH)或碳酰二肼(CDH)修饰Gel增加氨基密度，利用动态席夫碱反应构建出oHA-Gel-ADH/CDH水凝胶体系。关键技术包括傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)表征化学结构，流变学测试评估机械性能，以及使用脐带来源间充质干细胞(UC-MSCs)进行生物相容性验证。

合成与表征
通过控制氧化时间(2/4/8小时)获得不同醛基含量的oHA，FT-IR在1730 cm^-1处新出现的C=O特征峰证实醛基成功引入。Gel-ADH/CDH的¹H NMR显示5.2 ppm处出现ADH特征峰，而CDH修饰组在2.5 ppm出现新峰，证明胺化反应成功。

性能研究
流变学测试揭示水凝胶具有显著剪切稀化行为：在100%应变下储能模量(G')从初始2000 Pa骤降至200 Pa，撤除外力后10分钟内完全恢复，这种"液态-固态"可逆转变赋予其优异的注射性能。自修复实验显示切断的水凝胶在1小时内实现界面完全融合，归功于动态亚胺键的断裂-重组平衡。

生物相容性
溶血率低于5%的国际安全标准，UC-MSCs在水凝胶中培养7天后存活率超过95%，且呈现典型梭形铺展形态。值得注意的是，o(4 h)-HA与Gel-ADH组构建的水凝胶降解速率与组织再生周期最匹配，14天内保持60%以上的质量保留率。

这项研究的创新价值在于：首次通过精确调控oHA氧化度与Gel胺化类型的组合，实现了水凝胶降解动力学与机械性能的协同优化。其动态交联机制不仅解决了传统ECM材料机械强度与生物活性难以兼顾的矛盾，更开创了"注射后自修复"的新型给药模式。特别是在脐带干细胞治疗领域，该材料为细胞递送提供了理想的3D微环境，其无外源性交联剂的特性显著降低了临床转化风险。这些突破使oHA-Gel-ADH/CDH水凝胶在软骨修复、慢性创面治疗等场景展现出独特优势，为下一代智能生物材料的开发提供了范式。