炎症反应在保证人体健康方面有着重要作用，不足或过激的炎症反应都会给身体带来伤害，因此，对炎症反应加以控制有着积极的意义。水凝胶同样可以在其中扮演重要的角色。多域肽(MDPs)水凝胶是一种具有生物医学应用潜力的纳米纤维材料，但人们对不同MDP水凝胶的宿主响应缺乏基本的了解。尤其，目前还不清楚纳米纤维的化学功能对生物活性有什么影响。Biomaterials近期发表了一篇论文，评价了4种MDP水凝胶的早期炎性宿主反应[Lopez-Silva et al., Biomaterials (2019) doi:10.1016/j.biomaterials.2019.119667]。Materials Today也对该文进行了评论。
来自莱斯大学的Jeffrey D. Hartgerink和德克萨斯心脏研究所Darren G. Woodsidec团队证明，由生物工程分子制备的水凝胶能够控制炎症并有利于愈合过程。他们通过模拟多域肽(MDPs)水凝胶对身体炎症的调节反应机制，建立了一系列可注射水凝胶基线，并且这些水凝胶具有治愈伤口、输送药物和治疗癌症的潜力。为了了解围绕炎症反应开发材料的最佳方式，作者检测了具有生物相容性的、化学性质不同的合成水凝胶样品，以明确如何对水凝胶进行调整从而影响身体的免疫响应，并最终开发了近100种不同类型的水凝胶。这些水凝胶与多种类型细胞生物相容，并且可以在特定位置进行注射，创建模拟的细胞支架，也可以在新生成血管和细胞自然进入支架时起到占位的作用。随着水凝胶的逐渐降解，最后只剩下自然组织。这些水凝胶还可以负载化学或生物触发器，以确定支架的结构以及与周围组织的亲和性，帮助实现功能相关和可预测的“定制”治疗递送的目标。身体的炎症反应是伤口愈合和清除感染的关键，因此实现最适炎症是至关重要的。例如在伤口愈合中，炎症是有益的，因为它触发了重建血管系统的过程，并招募再生细胞到该部位。作者测试了四种基本类型的水凝胶，两种带正电荷，两种带负电荷，以区分它们可能引发的炎症类型，结果显示带正电荷的水凝胶比带负电荷的水凝胶能提供更强的炎症反应。对于带正电荷的材料，根据产生电荷的化学反应，可以引发强烈或中度的炎症反应。伤口愈合倾向于产生中度炎症反应。而对于癌症治疗而言，较强的炎症反应反而更有利。炎症对于药物递送没有任何影响，因此该过程倾向于使用带负电荷的材料。虽然这项研究并不针对特定的应用，但它有助于将合成水凝胶引入临床。正如研究负责人Jeffrey Hartgerink所说，“对多肽生物材料免疫反应的理解提高了我们设计有效材料的能力，并使其适合于特定的生物医学应用。”图1 自组装多域肽(MDPs)形成多用途的纳米纤维支架生物材料图2 多域肽(MDPs)的结构表征及组装得到的柔性纳米纤维的TEM和SEM照片https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1369702120300493https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119667高分子科学前沿建立了“水凝胶”等交流群，添加小编为好友（微信号：polymer-xiang，请备注：名字-单位-职称-研究方向），邀请入群。
来源：高分子科学前沿
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