Het team van Dr. Wang Rong van het Cixi Institute of Biomedical Engineering, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met de onderzoekers van Sun Yat-sen University en Nanchang University, heeft een mechano-responsieve antibacteriële hydrogel ontwikkeld met een controleerbaar afgiftegedrag voor wondgenezing. De studie is gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces .

In de afgelopen decennia, hydrogels voor wondgenezing hebben wereldwijd enorme aandacht getrokken. Echter, acute huidwonden op bewegende lichaamsdelen die meestal te lijden hebben van verschillende mechanische krachten, zoals rek- en drukkrachten onder dynamische omstandigheden, dus het genezingsproces werd gemakkelijk verstoord.

Traditionele hydrogels hebben een beperkte werkzaamheid vanwege hun slechte mechanische eigenschappen, huidkleverigheid en efficiëntie van medicijnafgifte. Om dit probleem aan te pakken, de onderzoekers in dit onderzoek ontwierpen een stoere, antibacterieel, geneesmiddel-geladen mechano-responsieve zwitterionische hydrogel.

Diacrylaat Pluronic F127 (F127DA) micellen werden gebruikt als macro-crosslinkers en geneesmiddeldragers. De ontwikkelde micel-verknoopte hydrogel vertoonde superieure mechanische eigenschappen, met de ultieme treksterkte en treksterkte tot 112 kPa en 1420%, respectievelijk, en drukspanning tot 1,41 MPa.

Aanvullend, poly(sulfobetaïnemethacrylaat) (polySBMA) gaf de hydrogel een uitstekende weefseladhesie (～6 kPa) en een aangroeiwerende eigenschap. Toen de micel-verknoopte hydrogel werd onderworpen aan mechanische krachten, de zwakke hydrofobe associatie in de micellen werd vernietigd, de combinatie tussen bioactief medicijn en de micelkern was gedestabiliseerd, resulterend in responsief medicijnafgiftegedrag. De resultaten toonden aan dat de medicijnafgifte uit de hydrogel nauwkeurig kon worden gecontroleerd door mechanische sterkte en cycli, die de hydrogel een breed-spectrum antibacteriële eigenschap verlenen tegen zowel Gram-positieve als Gram-negatieve bacteriën.

In aanvulling, zwitterionische polySBMA heeft een hoog hydratatievermogen om een ​​stabiele afstotende grenslaag te vormen onder waterige omstandigheden, aldus remde de bereide hydrogel effectief eiwitadsorptie en bacterieadhesie. De hydrogel vertoonde een goede biocompatibiliteit met zoogdiercellen en bevorderde efficiënt wondgenezing in een muizenmodel met volledige huiddefecten.

Deze stoere, mechanisch reagerend, antibacteriële en biocompatibele hydrogel is veelbelovend voor wondbehandeling in een complexe dynamische omgeving.