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 【摘要】

全層皮膚損傷一直是臨床治療中的一個復雜問題。生物材料的應用為細胞募集和細胞外基質的沉積提供了人工基質，以加速傷口愈合。對于全層皮膚缺損的修復，利用MgO-鄰苯二酚和席夫堿鍵的雙交聯作為凝膠形成機制的一部分，通過添加MgO制備生物多功能水凝膠（CCOD-MgO）兒茶酚改性殼聚糖 (CHI-C) 和氧化葡聚糖 (ODex)。

CCOD-MgO 表現出高組織粘附、優異的自我修復、止血功能和低膨脹率。加入MgO和鄰苯二酚螯合后，CCOD-MgO的粘合強度約為35kpa，遠大于纖維蛋白膠。此外，由于殼聚糖和 MgO 在體外的協同作用，CCOD-MgO 具有比 CHI-C/ODex 水凝膠（CCOD）更好的抗菌性能。因此，CCOD-MgO可以保護傷口免受感染，并加速體內全層皮膚缺損和燒傷模型中表皮的愈合速度。這些結果表明，CCOD-MgO 將是臨床治療全層皮膚損傷的一種有前途的治療策略。相關論文以題為Magnesium Oxide-Assisted Dual-Cross-Linking Bio-Multifunctional Hydrogels for Wound Repair during Full-Thickness Skin Injuries發表在《Advanced Functional Materials》上。通訊作者是吉林大學李道偉副教授，和張俊虎教授。

【主圖導讀】

圖1 CCOD 和 CCOD-MgO 的形成和表征。a) 通過管倒置測試獲得的水凝膠光學圖像。b) 用雙筒螺旋針評估 CCOD-MgO 的可注射性。c) 拉曼光譜（左）和 d) FT-IR 光譜（右）顯示了 CCOD 和 CCOD-MgO 的形成。e) 混合水凝膠的注射過程。CCOD-MgO可以通過針（29G），然后JLU（吉林大學）被抽取。f) CCOD 在不同聚合物濃度下的膠凝時間（通過反向測試獲得）。g) CCOD-MgO 在不同 MgO 濃度下的膠凝時間。

圖2 CCOD 和 CCOD-MgO 的表征。a) CCOD 和 CCOD-MgO 的 SEM 圖像。b) 水凝膠的溶脹特性。c) 5 分鐘后兩種不同顏色的半圓形水凝膠之間自愈過程的外觀。d) 水凝膠的體外降解曲線。e) 在連續階躍應變測量中 CCOD 的 G' 和 G'' 值。f) CCOD-MgO 在連續階躍應變測量中的 G' 和 G'' 值。

圖3 CCOD和CCOD-MgO的生物多功能性和生物相容性。a）水凝膠結合豬皮的典型應力-位移曲線。b) 水凝膠對豬皮膚的粘附強度；CCOD-MgO(L)，CCOD-MgO的長期粘合強度，CCOD-MgO(Q)，CCOD-MgO的快速粘合強度，纖維蛋白膠，一種商業凝膠，被用作對照。c）水凝膠對豬皮模擬的皮膚表面的封閉性。d) 水凝膠的止血性能。e) 不同組燒傷小鼠皮膚表面感染率。f) 水凝膠的體外抗菌性能。g) L929 細胞在 24、48 和 72 小時時的活/死染色。h) 不同濃度 MgO 在 24、48 和 72 小時時 CCOD-MgO 的細胞毒性分析。

圖4 全層皮膚燒傷缺損修復。a) 修復小鼠皮膚缺損。b) 小鼠皮膚缺損區域。c) 皮膚缺損處皮下組織膠原纖維的相對含量。d) 皮膚缺損的 H&E 染色。e) 皮膚缺損的 Masson 三色染色。

圖5 全層皮膚燒傷缺損修復。a) 修復小鼠皮膚燒傷。b)小鼠皮膚燒傷區域。c) 皮膚燒傷中皮下組織膠原纖維的相對含量。d)皮膚燒傷的 H&E 染色。e) 皮膚燒傷的馬森三色染色。

【總結】

該團隊報道了一種 MgO 輔助的可注射生物多功能水凝膠，并證明了其在全層皮膚傷口修復中的潛力。CCOD-MgO是基于MgO輔助雙交聯方法開發的，該水凝膠具有高燒傷組織粘附性、優異的抗菌功能、良好的自愈性和良好的生物相容性。值得注意的是，CCOD-MgO 可以通過促進 I 型膠原蛋白的沉積來加速皮膚組織的再生。同時，水凝膠對全層皮膚傷口感染提供了良好的保護，特別是對深部真皮燒傷。因此，團隊期望這種 CCOD-MgO 可以為修復現實生活中的皮膚傷口提供一種新穎的創新思想和應用，特別是作為修復全層皮膚損傷的有希望的候選者。

參考文獻：

doi.org/10.1002/adfm.202105718