第2期 林柏仲,等:生物黏合水凝胶研究进展 制是水凝胶和生物组织表面上不同官能团之间的化学结合P。化学交联水凝胶可通过醛基和氨基反应形成 席夫碱和多个交联点而得到,并且水凝胶中多余的醛基可以进一步与生物组织中的氨基共价结合,从而显示 出对活组织的高黏合强度Ⅸ3。本课题组通过羧甲基壳聚糖的氨基和氧化右旋糖酐的醛基原位发生席夫 碱反应,制备了原位可注射黏性水凝胶。对大鼠进行烧伤创面后原位注λ该水凝胶,可促进细胞黏附,使上 皮细胞迁移到伤口区域促进皮肤再生。Ye等将侧基带有儿茶酚的ε聚赖氨酸与氧化葡聚糖通过席夫碱 原位形成黏性水凝胶。体系中的氨基和醛基反应生成的席夫碱提供了水凝胶的内聚力,部分儿茶酚随时间 氧化产生的多巴醌和组织表面氨基之间的席夫碱也提供了界面黏合力。使用猪皮进行黏合性能测试的结果 表明,儿茶酚基团和席夫碱共价交联的综合作用使该黏合水凝胶具有更高的黏合强度。Yan等围4 将多巴胺(DOPA)修饰到醛改性的藻酸盐(ALG)骨架形成双功能化ALG,通过酰肼改性聚(L-谷氨酸)和双功 能化ALG的席夫碱反应制备了可注射生物黏合水凝胶( PGAALG-CHO)(图2)。剪切黏附实验表明随着儿 茶酚接枝率的提高,该水凝胶的黏合强度可达到(218±3.1)kPa。采用原位形成的 PGAJALG-CHO儿茶酚水 (a) -NH-NH stacking H bonding 如 Modification Grafting t PGA dihydrazide Catechol grafting ratio/? 图2可注射生物黏合水凝胶 PGA/ALG-CHO的制备及性能分析叫:(a)可注射生物黏合水凝胶 PGAJALG-CHO的合成机理示 意图;(b)用不同儿荼酚接枝率制备 PGA/ALG-CHO水凝胶的黏合强度;(c)通过使用原位形成的 PGAIALG-CHO catechol水凝胶可以紧密胶合两片猪骨或猪肾 Fig 2 Prep nd property analysis of injectable adhesive hydrogels PGA/ALG-CHO- (a)Schematic illustration for preparation of PGA/ALG-CHO adhesive injectable hydrogels; b)Adhesive strength of PGA/ALG-CHO hydrogels with different catechol grafting ratios; (c)Two pieces of porcine bones or porcine kidneys could be tightly glued by using the in situ formed PGA/ALG-CHO-catechol制是水凝胶和生物组织表面上不同官能团之间的化学结合[27]。化学交联水凝胶可通过醛基和氨基反应形成 席夫碱和多个交联点而得到，并且水凝胶中多余的醛基可以进一步与生物组织中的氨基共价结合，从而显示 出对活组织的高黏合强度[28-33]。本课题组[13] 通过羧甲基壳聚糖的氨基和氧化右旋糖酐的醛基原位发生席夫 碱反应，制备了原位可注射黏性水凝胶。对大鼠进行烧伤创面后原位注入该水凝胶，可促进细胞黏附，使上 皮细胞迁移到伤口区域促进皮肤再生。Ye 等[32] 将侧基带有儿茶酚的 ε-聚赖氨酸与氧化葡聚糖通过席夫碱 原位形成黏性水凝胶。体系中的氨基和醛基反应生成的席夫碱提供了水凝胶的内聚力，部分儿茶酚随时间 氧化产生的多巴醌和组织表面氨基之间的席夫碱也提供了界面黏合力。使用猪皮进行黏合性能测试的结果 表明 ，儿茶酚基团和席夫碱共价交联的综合作用使该黏合水凝胶具有更高的黏合强度。 Yan 等 [34] 将多巴胺（DOPA）修饰到醛改性的藻酸盐（ALG）骨架形成双功能化 ALG，通过酰肼改性聚（L-谷氨酸）和双功 能化 ALG 的席夫碱反应制备了可注射生物黏合水凝胶（PGA/ALG-CHO）（图 2）。剪切黏附实验表明随着儿 茶酚接枝率的提高，该水凝胶的黏合强度可达到（21.8 ± 3.1） kPa。采用原位形成的 PGA/ALG-CHO 儿茶酚水 (a) (b) (c) −NH−NH2 −CHO O O O O HO HO HO OH O O O O O O OH O O O H H H H H R R R H H H OH HH O O O O O C C N C C H N HO O O HN NH HN NH2 O H N N N H C O C C O m n O OH OH OH HO OH NH −CH = N− Modification of dopamine ALG-CHO PGA Grafting dihydrazide Injection Custom shape Hydrogen bonding π-π stacking OH 25 20 15 10 5 0 0 9.4 13.5 20.5 26.1 Adhesive strength/kPa Catechol grafting ratio/% 图 2    可注射生物黏合水凝胶 PGA/ALG-CHO 的制备及性能分析[34] ：（a）可注射生物黏合水凝胶 PGA/ALG-CHO 的合成机理示 意图 ；（b）用不同儿茶酚接枝率制备 PGA/ALG-CHO 水凝胶的黏合强度 ；（c）通过使用原位形成的 PGA/ALG-CHO￾catechol 水凝胶可以紧密胶合两片猪骨或猪肾 Fig. 2    Preparation  and  property  analysis  of  injectable  adhesive  hydrogels  PGA/ALG-CHO[34] :（a）Schematic  illustration  for  preparation  of PGA/ALG-CHO  adhesive  injectable  hydrogels;（b）Adhesive  strength  of  PGA/ALG-CHO  hydrogels  with  different  catechol  grafting ratios;（c）Two pieces of porcine bones or porcine kidneys could be tightly glued by using the in situ formed PGA/ALG-CHO-catechol hydrogels 第 2 期 林柏仲，等：生物黏合水凝胶研究进展 127