Adv Sci丨中山大学李卫昌等团队合作研究开发新型生物响应性水凝胶系统

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体外和体内实验表明，该先进的水凝胶系统为应对感染性组织损伤相关的挑战提供了一个可行且高效的平台，并有望成为一种有前景的临床应用策略。

感染性组织损伤的治疗是一项重大的医学挑战，因为细菌感染会延迟修复、加剧损伤并导致组织坏死。 严重的感染可能升级为全身并发症，危及生命。抗生素虽然被广泛使用，但由于耐药性病原体的迅速出现，其疗效日益下降。因此，治疗感染性组织损伤已成为一个漫长而艰巨的过程，并带来了巨大的经济和社会负担。尽管感染管理取得了令人鼓舞的进展，但在抗菌疗效、感染控制、免疫调节和组织再生之间取得平衡仍然困难重重。 因此，开发有效的感染性组织损伤治疗策略仍然是生物医学领域的一项关键挑战。

膜、海绵、支架、纤维和水凝胶等生物材料是组织修复的常用平台。 水凝胶尤其具有吸引力，因为它们具有三维聚合物网络，可以模拟细胞外基质，并为组织再生提供支持性微环境。水凝胶具有可调的特性，能够整合其固有的生物功能，以满足多样化的治疗需求。然而，传统水凝胶的聚合物网络一旦被破坏，往往会面临结构完整性问题，从而损害其功能。 此外，其亲水基质对疏水性药物的包封效率低，且释放动力学不受控制，从而降低了治疗效果。为了突破这些局限性，需要开发新型水凝胶结构，以满足不断发展的生物医学需求。

设计的生物响应水凝胶系统示意图（图源自 Advanced Science ）

水凝胶主要用作覆盖物、支撑物和屏障，用于治疗感染性组织损伤。 然而，与功能性药物或生物活性成分的协同作用对于满足复杂的治疗需求至关重要。传统方法通常涉及抗生素或载药材料，但抗生素的过度使用导致了多重耐药性和副作用，限制了其疗效。具有广谱抗菌活性的银 (Ag) 已成为一种有效的替代品。然而，银在高浓度下的细胞毒性及其在生理环境中聚集而导致的抗菌效果降 低仍然是一项重大挑战。因此，对银的有效保护和精确的释放控制对其治疗潜力至关重要。多金属氧酸盐 (POM)，一种离散且结构明确的氧化物簇，提供了一种有前景的解决方案。POM 具有多样的形貌和功能特性，包括有利于离子传导、交换和分离的纳米级空腔和通道。它们的表面羟基和氧配体，加上高电荷密度，为与生物分子和材料的相互作用提供了机会。

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