浙江大學(xué)高長(zhǎng)有《Small》:一種兼具活性氧消除和釋氧的可注射水凝膠用于心梗治療
發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 10:19:15 人氣:1987
組織微環(huán)境中過(guò)量表達(dá)的活性氧(ROS)和缺氧狀態(tài)會(huì)破壞正常的組織修復(fù)和再生,進(jìn)而促發(fā)纖維化和功能紊亂,是導(dǎo)致心肌梗死等炎癥性疾病的重要誘因。因此,及時(shí)而有效地消除組織中過(guò)量的ROS并改善低氧環(huán)境對(duì)于抑制炎癥微環(huán)境促進(jìn)組織修復(fù)再生具有重要意義。
針對(duì)該問(wèn)題,浙江大學(xué)高長(zhǎng)有教授團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)聚乙二醇二丙烯酸酯(Mn=575,PEGDA575)的雙鍵和酮縮硫醇二胺小分子的氨基間的邁克爾加成反應(yīng)合成了一種新型的含雙鍵端基的活性氧響應(yīng)超支化聚合物(HBPAK)。進(jìn)一步將HBPAK、甲基丙烯酸修飾的透明質(zhì)酸(HA-MA)、可將過(guò)氧化氫催化為水和氧氣的過(guò)氧化氫酶(CAT)以及光引發(fā)劑LAP的水溶液充分混合,在紫外光照下數(shù)秒即可交聯(lián)得到雙功能水凝膠(圖1)。該水凝膠兼具的活性氧消除和釋氧功能,可針對(duì)性緩解心梗微環(huán)境的過(guò)度炎癥和缺氧問(wèn)題,有效地促進(jìn)心梗組織的修復(fù)和治療。
圖1 兼具活性氧消除和釋氧的可注射水凝膠的構(gòu)建及心梗治療原理
他們制備了四種不同的水凝膠材料(雙功能、具備活性氧消除或釋氧單一功能、無(wú)功能對(duì)照水凝膠四種),并將其注射進(jìn)心梗大鼠梗死心肌層,考察體內(nèi)的治療效果。28天后的心超測(cè)試及Masson染色結(jié)果(圖2)表明,四種水凝膠可不同程度上改善心功能和減小心梗面積,而兼具雙功能的水凝膠可顯著提高射血分?jǐn)?shù)(EF)和短軸縮短率(FS)值,改善收縮功能,降低左心室收縮末體積(ESV)和舒張末體積(EDV)值,抑制心室體積變大和心室重構(gòu),減小心梗面積,具有最優(yōu)的心梗修復(fù)效果。
進(jìn)一步的分析表明,該雙功能水凝膠可有效減少心梗組織原位的自由基含量、緩解缺氧狀態(tài)、減少全身血清中炎癥因子TNF-α含量、抑制細(xì)胞凋亡、提高促組織修復(fù)型M2/炎性M1巨噬細(xì)胞比例、促進(jìn)血管化。該雙功能水凝膠無(wú)細(xì)胞負(fù)載組分,易于制備和手術(shù)操作,具有很大的應(yīng)用潛能。
圖2 28天后心梗大鼠心超測(cè)試和Masson染色結(jié)果
該研究工作“A Reactive Oxygen Species Scavenging and O2 Generating Injectable Hydrogel for Myocardial Infarction Treatment in vivo”于近日發(fā)表在Small雜志上。論文的第一作者為浙江大學(xué)高分子系博士生丁潔,通訊作者為浙江大學(xué)高分子系高長(zhǎng)有教授。
論文鏈接:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005038
信息來(lái)源:材料化學(xué)快訊
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