【摘 要】
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高分子水凝胶类似于细胞外基质（ECM）,在组织修复与再生医学领域应用广泛。水凝胶内尺寸合适的连通多孔结构有利于营养物质输送及细胞代谢产物的排出。水凝胶如具有导电性则可实现电信号传导,模拟细胞外基质微环境调控细胞的增殖、分化和迁移等,从而促进伤口愈合及组织再生。本论文利用水包空气乳液模板及复合导电活性成分策略,发展了具有连通多孔结构的导电纳米复合水凝胶,并探究了其对皮肤伤口愈合及组织修复的效果。主要
【基金项目】
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国家自然科学基金（22072047、21604025）; 广州市基础与应用基础研究项目（202002030136）; 广州市科技计划项目（202007020002）
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高分子水凝胶类似于细胞外基质（ECM）,在组织修复与再生医学领域应用广泛。水凝胶内尺寸合适的连通多孔结构有利于营养物质输送及细胞代谢产物的排出。水凝胶如具有导电性则可实现电信号传导,模拟细胞外基质微环境调控细胞的增殖、分化和迁移等,从而促进伤口愈合及组织再生。本论文利用水包空气乳液模板及复合导电活性成分策略,发展了具有连通多孔结构的导电纳米复合水凝胶,并探究了其对皮肤伤口愈合及组织修复的效果。主要研究内容和结果如下:以甲基丙烯酸酰化明胶（Gel MA）与碳纳米管（CNT）复合形成的杂化体作为稳定剂制备了水包空气乳液模板,通过连续相的自由基聚合,构建了导电多孔纳米复合水凝胶（MNH）。实验结果表明Gel MA可吸附于CNT表面,促进CNT均匀分散,CNT/Gel MA杂化体可有效稳定水包空气乳液。CNT的引入显著增强了多孔水凝胶的力学性能和导电性。细胞与凝胶共培养结果表明MNH水凝胶具有良好的细胞相容性,且能有效促进NE-4C神经干细胞的增殖和分化。此外,MNH水凝胶能够装载并缓释抗菌肽（AMPs）,从而实现长效抗菌效果。皮肤创伤动物模型证明MNH导电多孔水凝胶具有良好的组织相容性,且能够有效促进皮肤伤口愈合。为拓宽多孔水凝胶的应用,进一步发展了兼具止血和组织粘附性能的导电多孔纳米复合水凝胶。以聚（3,4-乙撑二氧噻吩）:聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）、纳米锂藻土（Laponite）和Gel MA为单元,同样通过水包空气乳液模板及自由基聚合制备得到导电多孔纳米复合水凝胶GLP。三组分间互相存在静电相互作用,有效增强了凝胶网络的力学性能,并降低了其降解速率。PEDOT:PSS及Laponite纳米片分别赋予了凝胶良好的导电及凝血性能。GLP预聚液具有剪切变稀的性质,能够注射到伤口部位进行原位聚合。体外及体内实验表明,GLP凝胶具有良好的止血性能和组织粘附性,能够有效封闭伤口,减少出血,显著促进皮肤伤口愈合及组织再生。
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