但是，潮湿的生理环境和水凝胶固有的高水含量引发的“氢键失效效应”严重阻碍了凝胶材料与生物体组织表面的整合并引起伤口感染，成为制约水凝胶材料整体性能提升和医学应用的瓶颈。构建能够满足湿性条件高效组织整合和抗伤口感染要求的水凝胶材料成为亟待解决的问题，具有重要的现实意义。
近日，南京工业大学徐虹教授、迟波副教授及其博士后王瑞等人报道了一种新型可注射组织粘合水凝胶用于皮肤创面修复领域的最新成果。该水凝胶从海洋贝类生物在湿润的环境下却依然能够牢固地粘附在岩石表面的灵感出发，在抗菌高分子材料ε-聚赖氨酸体系中引入多巴胺基团，利用ε-聚赖氨酸来模拟粘合蛋白的骨架结构，多巴胺模拟蛋白粘合主要贡献成分DOPA（多巴，3,4-dihydroxyphenylalanine），得到的PPD聚合物中酚羟基含量高达25%（与天然贻贝足丝蛋白的组分接近），采用辣根过氧化物酶（HRP）原位催化构建了类似贝类粘合蛋白结构的可注射型PPD水凝胶。
PPD聚合物中邻近的赖氨酸-邻苯二酚（catechol-lysine）仿生结构分布产生的“协同粘合效应”机制表现为赖氨酸残基驱逐湿性表面水合阳离子，进而为邻苯二酚的粘合提供干燥基质表面，从而赋予水凝胶材料在生理条件下高强度的湿性组织锚定能力（~147 KPa），这种凝胶与组织表面牢固的机械互锁效应赋予水凝胶优秀的伤口封堵止血和组织一体化整合能力，同时，该水凝胶可以有效抗菌，呈现出优异的体外抗菌和体内抗感染能力，并具有良好的生物相容性，大鼠皮肤创面缺损修复实验显示该水凝胶高效促进创面修复愈合且无炎症和异物反应。
该研究从分子水平揭示了海洋贝类湿性条件粘附基质，为海洋贝类仿生材料提供了新的思路，该方法同样适用于众多含有氨基材料（壳聚糖、明胶、聚乙酰亚胺等）凝胶体系，可以通过改变水凝胶的组分制备出功能多样满足不同临床需求的水凝胶材料，促进了水凝胶在再生医学领域应用进程，具有重要的临床转化价值。
相关工作以南京工业大学为第一单位发表在材料领域著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials，影响因子11.382)——A Biomimetic Mussel-Inspired ε-poly-L-lysine Hydrogel with Robust Tissue-Anchor and Anti-Infection Capacity (Adv. Funct. Mater.2016,DOI:10.1002/adfm.201604894）。
该研究工作得到国家自然科学基金和材料化学工程国家重点实验室基金的资助。
文献链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201604894/epdf
文章来源：南京工业大学
