《顶刊汇总》聚赖氨酸基抗菌水凝胶近期应用进展！

多聚赖氨酸（ε-PL）是一种由链霉菌产生的抗菌多肽（AMP），其由25-35个赖氨酸残基聚合而成。ε-PL作为一种天然抗菌材料，对革兰氏阳性/阴性细菌、酵母和真菌等多种微生物均具有广谱抗菌活性。因此ε-PL通常被用作抗菌活性成分来制备抗菌材料，本期，EFL总结了复合ε-PL以构建抗菌水凝胶的研究进展，供大家参考与学习。

1. Biomaterials（2022.05.22，IF=15.304）：抑炎抗菌ε-PL修饰纳米酶水凝胶用于糖尿病感染创面愈合

研究背景：糖尿病创面因其生物膜形成、活性氧(ROS)过表达、缺氧、一氧化氮(NO)合成不足等极其严重复杂的炎症微环境，易发展为慢性创面。

研究材料：复合亲水聚(PEGMA-co-GMA-co-AAm) (PPGA)聚合物与超支化聚L -赖氨酸(HBPL)修饰的二氧化锰(MnO2)纳米酶交联的多功能水凝胶。

研究结论：体外实验证实了该水凝胶在清除不同类型ROS、生成O2、杀灭广谱细菌和保护细胞抗氧化应激等方面的能力。转录组分析表明，HBPL抑制细菌群体感应系统，下调毒力基因，干扰细菌代谢。即使在109 CFU/mL的条件下，HBPL交联水凝胶对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、大肠杆菌(E.coli)和铜绿假单胞菌的杀灭率也高达94.1%-99.5%。HMP水凝胶处理可显著降低体内ROS程度，缓解炎症水平，同时中性粒细胞浸润减少，M2型巨噬细胞极化增强。炎症因子如白细胞介素-1β (IL- 1β)、IL-6、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和趋化因子-1 (ccl -1)水平显著降低，抗炎因子如IL-4和IL-10水平显著升高。此外，HMP水凝胶能促进转化生长因子-β (TGF-β)的分泌，促进血管新生，胶原蛋白沉积，具有较厚的皮肤和上皮结构。

论文题目：Promoting the healing of infected diabetic wound by an anti-bacterial and nano-enzyme-containing hydrogel with inflammation-suppressing, ROS-scavenging, oxygen and nitric oxide-generating properties

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121597

2. BiomaterialsAdvances（2022.03.17，IF=7.328）：仿生高粘附、抗菌水凝胶的高效制备

研究背景：高效制备无毒、高粘附、抗菌的水凝胶仍是一个巨大的挑战。

研究材料：没食子酸修饰的ε-聚L-赖氨酸(EPL/ GA)，并与丙烯酸(AA)反应生成了活性功能单体(AA-EPL/GA)。

研究结论：仿生聚苯三酚- lys使PAA-EPL/GA水凝胶在潮湿环境中具有优异的粘附性(对湿猪皮的粘附强度为50.02 kPa)，以及可调节的力学和自愈合性能。此外，由于GA和EPL的固有特性，PAA-EPL/GA水凝胶表现出优异的抑菌能力。创面试验和组织学结果表明，水凝胶可促进伤口愈合，控制伤口感染，抑制疤痕形成。且对肝脏出血有良好的止血作用。

论文题目：Rapid fabrication of bionic pyrogallol-based self-adhesive hydrogel with mechanically tunable, self-healing, antibacterial, wound healing, and hemostatic properties

https://doi.org/10.1016/j.bioadv.2022.212765

3. Chemical Engineering Journal（2022.02.08，IF=16.744）：负载多聚赖氨酸的ROS清除型水凝胶用于促进创面愈合

研究背景：金黄色葡萄球菌(S. aureus)是引起皮肤和软组织感染的最常见病原体。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的出现和传播对感染伤口的治疗构成了重大挑战。

研究材料：具有高支化聚L-赖氨酸(HBPL)的水凝胶可清除ROS自由基

研究结论：该水凝胶对浮游和生物膜嵌入的MRSA具有高效的杀菌能力。且该多功能水凝胶对不同类型的ROS具有良好的抗氧化作用，并能抑制群体感性（QS）系统、代谢活性和细菌活力。体内试验表明，清除ROS的HBPL水凝胶可通过阻断QS、杀死细菌、抑制炎症和促进血管生成，有效加速了MRSA感染的全层皮肤缺损的愈合。

论文题目：A ROS-scavenging hydrogel loaded with bacterial quorum sensing inhibitor hyperbranched poly-L-lysine promotes the wound scar-free healing of infected skin in vivo

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135130

4. Advanced Functional Materials（2020.11.02，IF=19.924）：具有固有抗菌能力的可回收双网络水凝胶，应用用于潜在的伤口敷料研究

研究背景：水凝胶缺乏注射性和固有抗菌能力，限制了其作为粘合剂敷料的实际应用。构建具有固有抑菌能力、长期抑菌效果的可注射性水凝胶，用于各种形状创面的原位修复是一大挑战。

研究材料：聚L-赖氨酸-接枝4-羟基苯乙酸（PLL-g-HPA）/HRP和PLL-g-HPA/H2O2简单混合在Aga中，构建了可注射和可回收的双网络(DN)水凝胶。

研究结论：加入阳离子的PLL-g-HPA使水凝胶具有显著的抗菌能力，可有效防止细菌感染。该DN水凝胶有望应用于伤口敷料的候选材料。

论文题目：Rapid-Fabricated and Recoverable Dual-Network Hydrogel with Inherently Anti-Bacterial Abilities for Potential Adhesive Dressings

https://doi.org/10.1002/adfm.202008010

5. ACS Applied Materials & Interfaces（2020.08.14，IF=10.383）：用于创面敷料的高吸收性抗菌和生物膜破坏的纤维素水凝胶

研究背景：在应对慢性创面修复时，除了预防继发性细菌感染外，还希望开发具有高吸收能力、保持潮湿环境以防止脱水、并提供促进细胞粘附和增殖的生理条件的创面敷料。

研究材料：一种羧基修饰的纤维素水凝胶作为伤口敷料的基材，并引入多聚赖氨酸

研究结论：该抗菌水凝胶在3小时后能够杀死约99%的暴露细菌且该抗菌水凝胶重量轻，吸水能力高，与细胞具有较高的生物相容性，这使该水凝胶成为用于伤口敷料应用的潜在候选材料。

论文题目：Highly Absorbent Antibacterial and Biofilm-Disrupting Hydrogels from Cellulose for Wound Dressing Applications

https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c08784

6. Chemical Engineering Journal（2020.04.28，IF=16.744）：儿茶酚-ε-聚l-赖氨酸基抗菌涂料，可防止超级细菌感染并促进钛植入物的骨导电性

研究背景：预防感染和促进骨传导是骨科植入物取得长期成功的关键因素。

研究材料：ε-聚l-赖氨酸(EPL)和儿茶酚(EPLC)通过一步化学交联制备了一种有效的抗菌和导骨涂层

研究结论：EPL浓度最高的EPLC3对革兰氏阴性菌大肠杆菌(E. coli)和革兰氏阳性耐氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)表现出最强的抑菌活性(大于99.99%)，并能抑制MRSA生物膜的形成长达一周。EPLC3涂层通过促进小鼠成骨细胞前MC3T3-E1的粘附和增殖来提高Ti表面的骨导电性。在模拟人体体液(SBF)中孵育2周后，EPLC3涂层Ti表面可诱导羟基磷灰石(HAp)形成。该贻贝启发的EPLC涂料可以很容易地应用于骨科植入物。

论文题目：Single-step fabrication of catechol-ε-poly-L-lysine antimicrobial paint that prevents superbug infection and promotes osteoconductivity of titanium implants

https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125240

7.Advanced Functional Materials（2019.03. 28，IF=19.924）：可注射自愈合抗菌多肽纳米系统，用于有效治疗多药耐药感染、皮肤肿瘤治疗及促进创面愈合

研究背景：皮肤肿瘤的手术治疗通常会导致皮肤缺损，多药耐药细菌感染可导致慢性创伤。

研究材料：单分散聚多巴胺功能化生物活性玻璃纳米颗粒(BGN@PDA)加入抑菌F127-ε-聚l -赖氨酸水凝胶

研究结论：该纳米复合材料水凝胶表现出优异的自愈合和注射能力，以及较强的体外和体内抗菌活性，特别是对多药耐药菌的抗菌活性。该纳米复合材料水凝胶在近红外激光照射下也表现出优异的光热性能，在皮下皮肤-肿瘤模型中可有效杀伤肿瘤细胞(>90%)，抑制肿瘤生长(抑制率达94%)。此外，纳米复合材料水凝胶有效地加速了体内伤口愈合。这些结果表明，基于BGN的纳米复合水凝胶是一种很有前途的皮肤肿瘤治疗、伤口愈合和抗感染的候选材料。

论文题目：Single-step fabrication of catechol-ε-poly-L-lysine antimicrobial paint that prevents superbug infection and promotes osteoconductivity of titanium implants

https://doi.org/10.1002/adfm.201806883

来源：EFL公众号