化学所王树等《Mater.Horiz.》,3D打印人造皮肤贴片,用于抗感染和增强伤口修复

遭受皮肤损伤的患者可能会因紧急失血性休克、严重的体液流失和多种微生物感染而面临危及生命的风险。在这种情况下，希望能够制造出一种皮肤替代品，以保护人体免受外部刺激，促进伤口愈合。最近出现的水凝胶系统由于不具备灵活和精确的微观结构，从而限制了它们的透氧性和结构多样性。因此，迫切需要构建具有柔性和精确微结构以及抗感染和促进再生功能的人造皮肤贴片。目前，3D打印被视为制造具有抗感染和促进再生双重功能的仿生人体皮肤贴片的可行策略。天然生物大分子明胶与海藻酸盐（Gel/Alg）混合物具有良好的生物相容性以及体外和体内的生物降解性，此外，透明质酸 (HA)作为ECM的重要组成部分，除了诱导形态发生和基质重组外，还可以通过增加细胞迁移来改善伤口修复。因此，Gel/Alg连同HA（Gel/Alg/HA）有望通过3D打印重建人体皮肤。同时，光动力疗法（PDT）因其抗菌效率高、治疗周期短、副作用小和耐药性可忽略不计，在新兴的抗菌疗法中脱颖而出。共轭聚合物具有可扩展的π共轭度和强大的光捕获/光敏能力，已被视为抗菌和抗癌治疗的强大治疗工具。

鉴于此，来自中国科学院化学研究所的王树研究员和中国科学院动物研究所顾奇研究员将光活性阳离子共轭聚（亚苯基亚乙烯基）衍生物（PPV）加入到3D打印的Gel/Alg/HA中，以开发一种新的共轭聚合物墨水Gel/ Alg/HA/PPV，从而实现通过3D打印制造用于伤口修复的人造皮肤贴片。与其他基于水凝胶系统的敷料相比，本文开发的皮肤贴片具有优异的综合抗菌能力、促进组织再生能力和多种微结构样式。这项研究提供了一种先进的共轭聚合物墨水，有望用于通过3D打印进行皮肤修复。

文章亮点：

1、与FDA批准的阴离子光敏剂维替泊芬(Ver)相比，阳离子PPV具有更强的可见光捕获能力和更高的ROS生成能力以及出色的生物相容性。

2、阳离子PPV和阴离子Gel/Alg/HA之间的静电相互作用可以帮助形成均匀的油墨系统并降低其毒性。

3、由Gel/Alg/HA/PPV打印的抗菌皮肤贴片在体内和体外对金黄色葡萄球菌(S. aureus)表现出出色的基于PDT的抗感染能力。

4、将层粘连蛋白衍生肽A5G81掺入皮肤贴剂通过增加细胞粘附和迁移明显加速了体内伤口愈合。

5、与其他基于水凝胶系统的敷料相比，3D打印技术使人造皮肤贴片的微观结构和样式多样化。