Adv Funct Mater｜高自支撑性壳聚糖基水凝胶墨水在原位3D打印糖尿病创伤敷料中的应用

主要观点总结

该研究通过设计一种基于壳聚糖的水凝胶油墨，用于快速原位制备个性化糖尿病伤口敷料。该强韧网络通过独特的羧甲基壳聚糖和纳米黏土之间的多重静电和氢键相互作用构建，并通过引入酰胺键进一步加强。这种油墨在无需额外加工的情况下，具备高保真度、大规模和复杂的3D打印能力。鉴于其优势，这种多功能3D打印水凝胶可以在糖尿病伤口上快速进行原位构建，并表现出良好的生物降解性、防肿胀性以及适宜的机械性能，并具备显著的体外抗菌和促血管生成能力，进而在体内实现了有效的糖尿病伤口愈合。该研究为创建高自支撑性生物聚合物油墨提供了一种新策略，并为开发先进的个性化伤口敷料铺平了道路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

慢性伤口，尤其是糖尿病溃疡，依然是临床治疗中的巨大挑战。为满足个性化伤口护理的需求，研究开发了基于挤出的3D打印技术，通过实现糖尿病伤口敷料的定制化和个性化，提供了一个有前景的解决方案。

关键观点2: 油墨设计

通过调整CMC的分子结构并调节其与低剂量LAP的可逆相互作用，开发了一种易于加工的高自支撑水凝胶油墨。这种油墨拥有强大且快速可逆的物理交联网络，由致密的弱静电相互作用和氢键驱动。

关键观点3: 3D打印性能

该油墨能够构建厘米级结构并具备高形状保真度，适合用于原位3D打印和构建复杂结构。经过高压灭菌后，基本保持了其原有性能。

关键观点4: 相互作用机制

研究了CMA与LAP之间的相互作用，表明剥离过程将层状粘土转化为剥离粘土，XRD分析证实了这一点。随着LAP的加入，CMAL墨水展现出更强的物理交联作用。

关键观点5: 纳米复合水凝胶的表征

制备的CMAL纳米复合水凝胶表现出稳定的宏孔结构，孔径超过200 µm。能谱分析显示CMA3L15水凝胶中Si和Mg元素均匀分布。

关键观点6: 无菌多功能3D打印水凝胶的构建

采用高压灭菌对墨水进行灭菌，以保留材料的关键性能。结果显示，LAP的加入提高了CMA3L15的热稳定性。

关键观点7: 生物相容性及生物效率

纳米复合水凝胶具有优异的生物相容性，适合组织工程应用。其中，3D CMA3L15-ST/VH凝胶和3D CMA3L15-ST/VH/Ag凝胶显著提高了细胞迁移速率和血管生成能力。

关键观点8: 在促进糖尿病伤口愈合中的应用

直接3D打印CMA3L15水凝胶墨水于小鼠皮肤缺损处，展示了其快速制造和原位3D打印糖尿病伤口敷料的潜力。在db/db糖尿病小鼠中，与对照相比，3D CMA3L15-ST/VH凝胶和3D CMA3L15-ST/VH/Ag凝胶显著加速了伤口闭合。

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