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上海大學生命科學學院趙春華教授等 在《Bioactive Materials》上發表最新成果




在這項研究中,趙春華教授團隊基于口腔内黑暗濕潤的特點,制備光響應抗菌殼聚糖水凝膠DCS-RuB2A2用于口腔粘膜的殺菌和快速修複。





近日,生命科學學院國家級領軍人才,長江學者特聘教授趙春華及其團隊生物活性材料領域國際著名期刊《Bioactive Materials》上發表題爲“Promoting oral mucosal wound healing using a DCS-RuB2A2 hydrogel based on a photoreactive antibacterial and sustained release of BMSCs”的研究性論文。


口腔粘膜疾病是(shì)世界常見(jiàn)疾病,是(shì)指口腔粘膜的破壞,具體症狀包括口舌潰爛,舌體幹裂,聲音嘶啞,繼而引發口腔扁平苔藓,唇疱疹,複發性潰瘍,甚至唇炎等口腔疾患,導緻飲食困難,口腔疼痛難忍。口腔潰瘍的病因多種多樣且複雜(zá),如口腔菌群失衡、疲勞和糖尿病并發症,此外,免疫力功能障礙導緻了該類疾病的頻(pín)發。重者發病頻(pín)率極高,甚至潰瘍病期達數十年,并可導緻體内多種并發症,直接影響着身體健康。目前,臨床上常施以西藥控制症狀,但(dàn)難以根治,被醫界列爲口腔病重大難題之一。口腔黏膜病變期間口腔微環境改變,免疫力下(xià)降,持續細菌刺激引起傷口感染,因此對于創面的有效抗菌以及促進口腔粘膜組織在濕潤環境下(xià)迅速愈合成爲了當前重點研究方向。


在這項研究中,趙春華教授團隊基于口腔内黑暗濕潤的特點,制備光響應抗菌殼聚糖水凝膠DCS-RuB2A2用于口腔粘膜的殺菌和快速修複。在黑暗條件下(xià),水凝膠密封傷口以形成屏障,并發揮天然抑菌作用,防止外來細菌入侵。同時,钌交聯聚合物系統與水凝膠體系爲間充質幹細胞提供了有利于其生長的3D結構,發揮間充質幹細胞的呈遞作用,釋放(fàng)的生長因子等物質,具有優異的抗炎和血管生成作用,快速修複損傷粘膜。在光照條件下(xià),吡啶甲醛基團在可見(jiàn)光照射後脫落,聯吡啶钌與帶負電荷細菌外膜結合,在潮濕的口腔環境中發揮殺菌作用,并伴随着水凝膠的生物降解作用(圖1)。



圖1. 光響應抗菌水凝膠DCS-RuB2A2的制備及應用示意圖。


團隊制備的水凝膠基于十二烷基殼聚糖,這是(shì)一種疏松多孔結構,具有良好的止血和凝血作用,此外還能夠激活血小闆以促進傷口愈合。采用聯吡啶钌交聯十二烷基殼聚糖構建光響應抗菌體系(DCS-RuB2A2),在黑暗條件下(xià)具有較大的儲能模量和孔隙率,适用于間充質幹細胞的生長和呈遞過程。這種濕潤、柔軟的3D培養系統有利于生長因子和細胞因子在傷口部位的釋放(fàng)。在可見(jiàn)光的照射下(xià),DCS-RuB2A2中的吡啶甲醛基團從凝膠網絡中脫落,并在殼聚糖的長十二烷基鏈的幫助下(xià)錨定在細菌膜上,發揮局部滅菌作用。經測序得到的差異基因主要富集于是(shì)細菌對上皮細胞的入侵、免疫系統、代謝、集中在細胞外基質中的炎症改善、中性粒細胞作用、細胞對生長因子的作用以及下(xià)遊信号通路調節。這表明DCS-RuB2A2-BMSCs改善了細菌誘導的感染,減少了BMSCs旁分泌效應引起的炎症,通過調節細胞因子改善了傷口微環境,并促進了傷口修複(圖2)。該系統具有良好的生物相(xiàng)容性和廣譜抗菌性能。此外,該光響應抗菌水凝膠體系與間充質幹細胞的抗炎和促進修複作用相(xiàng)結合時,在短時間内修複口腔粘膜缺損。研究表明,這種多功能光響應水凝膠具有臨床應用價值,并進一步支持口腔粘膜疾病創新療法的研發。


圖2 DCS-RuB2A2-BMSCs在大鼠模型中促進粘膜缺損愈合的應用


上述研究在生物活性材料領域國際著名期刊《Bioactive Materials》上發表。影響因子指數16.874。上海大學生命科學學院是(shì)論文的第一完成單位和通訊單位,通訊作者趙春華教授、鄧小勇教授、王嬌副教授,2022級博士生齊雯歆爲第一作者,研究生董乃隽、吳靈玲和張雪琦等參與完成本研究。本研究由國家重點研發計劃(2020YFA0113000,2018YFA0109800)、上海市基礎研究發展計劃(20JC1412200)、國家自然科學基金(81971324)資助。


論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X22004510?via%3Dihub

 
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