上海
皮肤是保护人体免受外界侵害的第一道防线，因此皮肤伤口的管理对保护人体健康至关重要，每年需数十亿计的外科止血剂、伤口敷料等来止血、缝合伤口、防止微生物感染，甚至促进伤口愈合。目前，市面上的生物粘合剂在生物相容性、组织粘附性以及伤口止血和愈合方面的表现还不理想。因此，基于商品化ε-聚赖氨酸（EPL），本工作提供了一种简单的方法来制备糖和儿茶酚双功能化EPL基水凝胶，其展示出良好的止血和伤口愈合能力，在伤口止血剂和敷料中具有临床转化前景。
基于上述背景， 上海交通大学化学化工学院董常明课题组和上海交通大学附属第六人民医院邹德荣、陆家瑜团队 设计 合成了葡萄糖/儿茶酚共修饰的ε-聚赖氨酸(EPL)，发现简单的糖基化和儿茶酚修饰就可以改善EPL的生物相容性和组织粘附性。进一步通过HRP/H2O2催化的氧化交联反应，制备了儿茶酚含量相同、葡萄糖含量不同的水凝胶 (H-1、H-2和H-3) (图 1)。儿茶酚基团增强了组织粘附，起到有效封闭伤口，加速伤口止血；葡萄糖基团改善生物相容性，为软组织再生提供仿生糖聚肽微环境。
体外溶血和细胞实验表明 (图 2)，糖基化EPL基水凝胶的溶血率显著降低，尤其是H-3降至（0.73±0.14）%，接近Fibrin glue的溶血率；H-3组细胞生长状况明显比H-1好，表面的成纤维细胞密度高于H-1。总之，体外溶血和细胞毒性证据表明，简单的糖基化可以有效改善EPL水凝胶的生物相容性。
图1 糖/儿茶酚双功能化EPL基水凝胶制备示意图。
图2 EPL基水凝胶的体外生物相容性: (a,b) 血液相容性(n = 3); (c) 细胞毒性; (d) 成纤维细胞在水凝胶表面培养24 h和48 h的荧光显微镜照片 (比例尺 = 200 μm)。
采用大鼠肝出血模型考察了水凝胶的体内止血性能。如图3所示，空白对照组和Fibrin glue组的滤纸上留下大量的血迹，而EPL基水凝胶组的血迹明显减少。特别地，Fibrin glue的止血时间较长，约为(69±11) s，同时伴随着严重的出血，相对失血量达(44±10)%；而水凝胶组的止血时间较短，仅需要38–46 s，相对失血量为19%–34%。数据表明，EPL基水凝胶的止血性能优于Fibrin glue。
图3 EPL基水凝胶的体内止血性能: (a) 代表性的肝脏出血照片; 肝脏出血模型的 (b) 止血时间和(c) 相对失血量 (n = 3)。
采用大鼠皮肤全层缺损模型评价了水凝胶对伤口愈合的影响 (图 4)。Glu取代度较高的H-3组愈合速度较快，术后第3天和第7天的伤口愈合率分别为(31.6±3.0)%和(70.0±2.7)%，显著优于Fibrin glue组和H-1组。实验结果表明，虽然H-1的体内止血效果优于H-3，但糖基化程度较高的EPL基水凝胶H-3能够加速伤口愈合，这归于糖基化能改善生物相容性。综上所述，葡萄糖/儿茶酚双功能化EPL基水凝胶H-3比Fibrin glue具有更优的创面愈合能力，在伤口敷料中具有临床转化潜力。
图4 EPL基水凝胶的伤口愈合性能: (a) 不同时间点伤口照片; (b) 伤口愈合率 (n = 5，比例尺 = 1 cm)。
该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science组织的“Biomedical Polymers”专辑。上海交通大学化学化工学院博士生滕林、上海交通大学附属第六人民医院邵正威博士是该论文的共同第一作者，上海交通大学化学化工学院董常明教授和上海交通大学附属第六人民医院口腔科陆家喻副主任医师为共同通讯作者。
原文信息：
A Glycosylated and Catechol-crosslinked ε-Polylysine Hydrogel: Simple Preparation and Excellent Wound Hemostasis and Healing Properties
Teng, L.; Shao, Z. W.; He, Y. S.; Lu, J. Y.; Zou, D. R.; Feng, C. L.; Dong, C. M.
C hinese J. Polym. Sci . 2022, 40, 1110–1119.
DOI: 10.1007/s10118-022-2741-1
来源：中国高分子
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