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首页  新闻动态  2023
  • 浙江大学高长有教授、叶娟教授团队合作Bioactive Materials:A tough, antibacterial and antioxidant hydrogel dressing accelerates wound healing and suppresses hypertrophic scar formation in infected wounds

    2024-12-16

    增生性瘢痕(HSs)通常出现在深部皮肤损伤后,给患者的生活造成了极大的不便。HSs的产生和发展与伤口愈合过程密切相关,当炎症阶段持续或伤口愈合延迟时,就会导致HSs等病理性瘢痕的出现。本质上讲,HSs是网状真皮的炎症性疾病,其特征是炎症反应延长、血管生成过度以及肌成纤维细胞和胶原蛋白的过度积累。细菌感染和氧化应激是导致炎症的两个典型因素。目前针对HSs的敷料研究往往忽视了细菌感染的潜在影响。考虑到细菌感染的多发性和广泛性,有必要明确感染情况下HSs的预防和治疗。近期,浙江大学高分子系高长有教授团队和浙江大学医学院附属第二医院叶娟教授团队联合设计了一种强韧水凝胶敷料,以促进感染伤口的愈合并控制瘢痕的形成。水凝胶基质由聚乙烯醇(PVA)和琼脂糖的双网络结构构成,为水凝胶的力学性能提供强力支撑,并负载超支化聚赖氨酸(HBPL)和单宁酸(TA)赋予水凝胶具备抗菌和抗氧化能力(图1)。图1 抗菌和抗氧化水凝胶敷料加速感染伤口愈合、减少增生性瘢痕的形成。   一、水凝胶的制备与表征制备了五种类型的水凝胶敷料(表1)。以PAHT水凝胶为例,制备方法如下:在110 ℃下,机械搅拌下将20 wt% PVA1799和2 wt%琼脂糖溶解在76.2 wt%水中;冷却至90 ℃后,加入1 wt% HBPL(博慧(浙江)生物技术有限责任公司)和0.8 wt% TA,调节pH至6;完全溶解后,将溶液浇铸到模具中,并冷却至室温,然后将其在-20 ℃下冷冻4小时,并在室温下解冻1小时,此过程重复3次。其他水凝胶按照类似的过程制备。表1 本研究制得的各水凝胶简称及组成 合格的水凝胶敷料应具有足够强韧的力学性能。与单网络PVA水凝胶相比,所有双网络水凝胶的抗拉性均有显著提高。HBPL的添加实现了较大程度的增强,而TA的效果较小。当HBPL和TA同时存在时,拉伸模量最大,而断裂伸长率和断裂强度略有下降,表明它们的增强效果似乎具有拮抗作用(图2A-E)。在压缩测试中,所有水凝胶都没有破碎,只产生了少量的塑性变形;所有双网络水凝胶的抗压性均高于单网络水凝胶(图2F-H)。PAHT水凝胶具有良好的耐疲劳性能,在20次循环拉伸和压缩测试中未观察到明显的塑性变形,滞后环小(图2I, J)。这些结果证明,双网络水凝胶PAHT表现出良好的力学性能,在应用中不会破裂或失效。图2 水凝胶的机械性能。(A)不同组分水凝胶的拉伸应力-应变曲线。(B)PAHT水凝胶拉伸试验照片。(C)不同水凝胶的拉伸模量、(D)断裂伸长率和(E)断裂强度。(F)不同组分水凝胶的压缩应力-应变曲线。(G)PAHT水凝胶压缩试验照片。(H)不同水凝胶的压缩模量。PAHT水凝胶的循环拉伸(I)和压缩(J)曲线。 水凝胶敷料通常设计用于吸收伤口环境中的渗出物。然而,过度吸水会导致水凝胶体积的极度膨胀和力学性能的急剧下降,不利于其对伤口的持续保护。PAHT水凝胶具有良好的抗溶胀性,且溶胀平衡后仍然保留足够大的力学性能(图3A, B)。另一方面,水凝胶敷料可以为伤口愈合提供有利的湿环境。当未施加保护膜时,PAHT水凝胶所含的水分快速流失(图3C)。然而,在实际应用中,伤口敷料通常覆盖有一层保护膜,可以抵抗污染并保持水分。因此失水率将大大降低,不会影响水凝胶应用。水凝胶中的功能组分HBPL和TA是通过物理作用负载的,可以在伤口环境中释放。当HBPL和TA单独存在时,可实现快速释放;当HBPL和TA共存时,由于二者之间的静电相互作用以及TA与水凝胶基质分子间的氢键作用,释放速率减缓(图3D, E)。值得一提的是,在体内应用中,由于液体量更少,HBPL和TA的释放速度要慢得多,因此预计功能性会更持久。图3 水凝胶的理化和生物学性质。(A)PAHT水凝胶的溶胀能力和(B)溶胀后的拉伸性能。(C)PAHT水凝胶的保湿能力。(D)HBPL和(E)TA的累积释放。水凝胶对(F)DPPH、(G)·OH、(H)·O2−和(I)H2O2的清除效果。与水凝胶孵育后(J)MRSA和大肠杆菌菌落的照片,以及(K,L)相应抗菌率的定量计算。水凝胶的(M)细胞和(N)血液相容性。   二、水凝胶的抗氧化能力、抗菌能力和生物相容性减轻伤口的氧化应激对于减少随后的瘢痕形成至关重要。由于TA优异的抗氧化能力,含有TA的PAT和PAHT水凝胶对DPPH、·OH、·O2−和H2O2具有高效的清除效果,HBPL中氨基的还原性也贡献了部分抗氧化能力(图3F-I)。细菌感染是伤口炎症的重要原因,阻碍伤口愈合并加重瘢痕形成。分别以MRSA和大肠杆菌作为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌为代表进行测试。PA水凝胶没有抗菌效果,由于TA的存在PAT水凝胶具有一定抗菌能力,而加入HBPL的PAH和PAHT水凝胶可以杀死几乎所有细菌(图3J-L),表明HBPL的高效抗菌性能。HBPL的抗菌性主要来源于其丰富的氨基通过静电作用对细菌细胞膜的破坏。伤口敷料必须安全无害。因此,分析了水凝胶的细胞相容性和血液相容性,均呈现出良好的安全性(图3M, N)。 三、水凝胶促进感染伤口愈合的效果为评价PAHT水凝胶敷料治疗体内创面的效果,建立了MRSA感染的全层皮肤缺损大鼠模型(图4A)。含HBPL的水凝胶抗感染能力十分突出,PAHT组愈合最快,12天时伤口几乎完全闭合(图4B-D)。从收集的伤口组织中分离出细菌,分析各组的体内抗感染能力。与宏观观察结果一致,对照组和PA组的伤口中存在大量细菌,PAT组的细菌数量减少,而PAH和PAHT组的细菌含量最低(图4E, F)。图4 水凝胶促进MRSA感染的伤口愈合效果。(A)伤口愈合实验方案。(B)不同时期用不同水凝胶治疗的感染伤口的代表性图像。(C)伤口愈合过程动态图,以及(D)伤口面积的定量分析。(E)不同水凝胶治疗后伤口中MRSA含量的定量计算,以及(F)相应的菌落照片。 ELISA结果显示,促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达在所有治疗组中均下调,其中抗菌和抗氧化功能最强的PAHT组下调最为显著(图5A–C)。相应地,抗炎因子IL-4和IL-10在所有治疗组中均上调,尤其是PAHT组(图5D, E)。这些结果表明PAHT水凝胶在体内抗炎方面具有显著的功效。通过病理染色对伤口愈合进行更详细的分析标明,在整个愈合过程中,PAHT组的炎症浸润最轻,组织再生和胶原沉积最好(图5F)。众所周知,血管生成在伤口愈合中起着重要作用,而CD31可以代表新血管的形成。免疫组化染色和相应的定量分析结果表明,PAHT水凝胶治疗显著提高了CD31的表达(图5G, H)。这些结果表明,抗菌和抗氧化敷料在加速伤口闭合和表皮再生、促进胶原沉积和血管生成方面具有很强的积极作用,从而为皮肤伤口恢复提供了有力的支持。图5 大鼠伤口组织的ELISA和组织学分析。伤口中(A)TNF-α、(B)IL-1β、(C)IL-6、(D)IL-4和(E)IL-10炎症因子的表达水平。(F)伤口愈合过程中的H&E和Masson染色。(G)第12天伤口组织的CD31免疫组织化学染色,以及(H)定量分析。 四、水凝胶抑制增生性瘢痕形成的效果建立了兔耳增生性瘢痕模型(图6A)。前4周的创面愈合阶段与大鼠模型结果基本一致。在第4周结束时,在对照、PA和PAT组中观察到明显的红色瘢痕。之后,瘢痕逐渐稳定,随着时间的延长颜色逐渐减退。在所有组中,PAH组和PAHT组的瘢痕外观最接近正常皮肤(图6B)。图6 水凝胶抑制MRSA感染伤口的增生性瘢痕形成的效果。(A)增生性瘢痕实验方案。(B)在不同时期用不同水凝胶治疗的伤口闭合和随后的瘢痕形成和稳定的代表性图像。 H&E染色(图7A)显示随着水凝胶功能的增多,HSs厚度逐渐减小,瘢痕抬高指数(SEI)显示出相同的趋势(图7B, C)。HSs的形成与胶原蛋白的过度沉积密切相关。Masson染色计算的胶原体积分数(CVF)表明,经水凝胶治疗后,胶原蛋白的过度沉积受到明显抑制(图7D)。胶原纤维的类型对皮肤形态至关重要,通过偏振光显微镜观察天亮星红染色样品,发现对照组中几乎没有III型胶原蛋白;用功能性水凝胶治疗后,III型胶原蛋白的比例增加。此外,肌成纤维细胞的过度活动会导致HSs形成和进一步的挛缩。α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)作为成纤维细胞转化为肌成纤维细胞的标志物,在HSs中特异性过表达。免疫荧光染色显示对照组中α-SMA表达尤为明显;随着水凝胶功能的增多,α-SMA的表达逐渐降低,PAHT组的状态最接近正常皮肤。总之,PAHT水凝胶可发挥显著抑制HSs生成的作用。图7 兔耳瘢痕组织的组织学分析。(A)各组的H&E染色、Masson染色、天狼星红染色(偏振光显微镜观察)和α-SMA免疫荧光染色。H&E染色中(B)瘢痕厚度和(C)瘢痕抬高指数(SEI)以及Masson染色中(D)胶原体积分数(CVF)的定量分析。 进行RNA测序探讨PAHT水凝胶加速感染伤口愈合和抑制HSs生成的潜在机制。正常组、对照组和PAHT三组的主成分分析显示转录组谱存在显著差异(图8A)。火山图显示出对照组与正常组、PAHT和对照组的差异基因数量(图8B, C)。基因热图显示,与正常组相比,与免疫和炎症反应相关的基因在对照组中显著上调;经PAHT水凝胶治疗后,这些基因的表达恢复到接近正常组的水平(图8D)。对对照组与正常组上调、PAHT和对照组下调的基因取交集,并利用KEGG分析潜在的信号通路,发现差异基因显著参与与宿主防御、免疫调节和炎症通路相关的信号通路(图8E)。综上,PAHT水凝胶促进伤口修复并减少HSs形成的机理是减少感染和控制炎症。图8 PAHT水凝胶抑制增生性瘢痕形成的机理分析。(A)正常组、对照组和PAHT三组的主成分分析。(B)对照组与正常组和(C)PAHT与对照组的差异基因火山图。(D)差异基因热图。(E)对照组与正常组中上调、PAHT与对照组中下调交集基因的KEGG通路分析。 五、总结通过PVA和琼脂糖构建双网络结构,加入HBPL和TA制备了PAHT水凝胶,具有抗菌、抗氧化功能,能够促进伤口愈合并抑制后续HSs生成。水凝胶的制备工艺简单易重复,相关原料安全、价格低廉、应用广泛。通过力学实验验证了其优异的强度、韧性和抗疲劳性能,证明了双网络结构的有效性。该水凝胶能够快速去除ROS,并对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出有效的杀灭能力。在大鼠伤口模型中,PAHT水凝胶显示出促进伤口愈合、杀死体内细菌、减少炎症和促进组织再生的能力。在兔耳瘢痕模型中,PAHT水凝胶对抑制HSs形成有显著影响。具体而言,PAHT水凝胶能够减少瘢痕厚度,减少胶原沉积,调节胶原纤维类型并下调α-SMA的产生。RNA测序表明,PAHT水凝胶的良好效果主要源于其有效抵抗MRSA从而缓解炎症反应的能力。综上所述,PAHT水凝胶具有广阔的转化前景,将在感染创面的抗瘢痕形成领域发挥关键作用。 该工作以“A tough, antibacterial and antioxidant hydrogel dressing accelerates wound healing and suppresses hypertrophic scar formation in infected wounds”为题发表在Bioactive Materials期刊上,共同第一作者为浙江大学高分子系在读博士研究生刘笑庆和浙江大学医学院在读博士研究生孙一鸣,共同通讯作者为浙江大学高分子系高长有教授和浙江大学医学院附属第二医院叶娟教授。该工作受到了山西-浙大先进材料与化学工程研究院、浙江省自然科学基金、国家自然科学基金和浙江省领雁计划的资助。

  • 浙江大学朱旸研究员团队,王华南副教授团队,复旦大学附属中山徐汇医院许永华教授团队,匹兹堡大学Wagner教授团队合作Nat. Commun.: 通过图像引导超声加热远程触发植入式形状记忆器件的形状恢复

    2024-12-16

    形状记忆材料可以赋予医疗器械在植入、功能激活、取出过程中更强的可控性,从而带来更佳的治疗效果。然而,由于缺乏非侵入性和精准的方法来触发和控制植入器械的变形,特别是植入深层组织的器械的变形,形状记忆器械的临床转化长期受到限制。针对这一问题,浙江大学朱旸研究员、王华南副教授联合复旦大学附属中山徐汇医院许永华教授和匹兹堡大学William Wagner教授,提出使用图像引导的高强度聚焦超声(image-guided HIFU)无创、远程、精准加热植入体内的形状记忆医疗器械,以此触发后者变形。团队展示了HIFU触发器械变形可以通过磁共振和超声成像引导,超声能量焦点的空间分辨率可以达到毫米级,其中磁共振成像还可监测加热部位的温度。通过超声引导HIFU 8 s内触发了聚氨酯脲器件在活犬膀胱中(距体表5厘米深)的形状恢复,且未对组织造成热损伤;输尿管支架形状恢复(直径缩小,J形弯曲变直)的概念性应用可降低移除支架的阻力。此外,团队使用HIFU触发开启了肝脏表面的染料容器,验证了按需释放药物的可行性。以上结果显示了使用图像引导的聚焦超声触发体内器械变形的安全性和应用多样性。首先合成了多种转变温度不同的聚氨酯脲(PUU-PCL),并验证了磁共振引导HIFU(MRgHIFU)触发的PUU-PCL体外变形。将PUU-PCL制成“8指手掌”状器件,其中4指折叠成90°(图1A)。每根“手指”宽0.5厘米。由于含水量低,器件在MRI下呈深色,对比度高,可精准定位HIFU焦点、区分“手掌”的3种横截面——折叠“手指”的“∟”形、未折叠“手指”的“__”形以及边界上的“⊥”形(图1B-E)。将MRgHIFU超声能量集中在第二和第三手指的边界,加热30秒内触发了第2根“手指”的展开,而其他“手指”(包括1厘米远处的第4指)不受影响。通过MRgHIFU监测加热/冷却循环中的温度变化,可在目标区域温度达到转变温度(53°C)后随时停止加热以防止过热。图1.磁共振引导HIFU(MRgHIFU)触发的PUU-PCL器件体外加热。A. MRgHIFU远程加热“手掌”形PUU-PCL器件的实验装置示意图。B. “手掌形”装置各处横截面。C. 折叠“手指”的“∟”形,D. 折叠和未折叠“手指”边界上的“⊥”形,E. 未折叠“手指”的“__”形。F. “手掌形”器件在其永久形状和临时形状之间的转换。白色圆圈表示HIFU加热点。彩色箭头表示B-D横截面的位置。G. MRgHIFU监测加热过程中的局部温度。黄色圆圈内为温度监测点。黄色矩形中十字显为HIFU焦点。H. 在加热和冷却过程中测量的“手掌形”器件上焦点的温度。其次,通过超声引导的HIFU(USgHIFU)触发犬膀胱中PUU-PCL器件的形状恢复。为了同时增加在膀胱镜下和超声成像中的对比度,我们在PUU-PCL中掺杂了Fe 3O 4纳米粒子,并将其制备成旗帜形状的器件(图2A,B)。体内实验前,使用有限元模型模拟了HIFU触发加热膀胱中Fe 3O 4@PUU-PCL器件(图2C)。模拟结果表明,声压精确地集中在器件一个约2.5 mm×1 mm×1 mm的小区域内(图2D),最高声压为4×10 5 Pa。小体积的高声压部位温度快速上升(图2E)。能量聚焦区内及附近不同位置的温度-时间曲线与体外实验结果相似(图2F和1H)。在25秒内,加热区域中心(P2)的温度升高到71 °C,器件边缘(P1)被加热到62 °C,加热区域边缘(P3,在中心上方1毫米处)达到54 °C,均高于Fe 3O 4@PUU-PCL的转变温度(47 °C)。P2和P1在不到5秒的时间内就达到了47 °C,明显短于在体外实验中加热PUU-PCL“手指”所需的时间(图1H),这可能是由于在有限元模型中,声压集中在旗状聚氨酯器件上减少了能量的损失,而“手指”器件太薄,无法容纳整个高声压体积。模拟结果表明加热效率很高,这正是体内加热所需要的。在B超模式下,充满尿液的犬膀胱呈现暗色,而Fe 3O 4@PUU-PCL则呈现亮色,显示出很高的靶向对比度(图2G)。采用线扫描模式,在8秒内覆盖旗状器件的整个长度。加热开始约2秒后,卷曲的旗状PUU-PCL器件开始展开(图2H)。随着HIFU加热时间的延长和焦点沿装置的移动,展开持续进行。展开结束将器件取出,和初始状态相比,形状发生了明显的恢复。图2.USgHIFU触发犬膀胱PUU-PCL器件的形状恢复。A. 旗状PUU-PCL器件变形示意图。B. USgHIFU加热装置。通过膀胱镜辅助将旗状器件植入犬膀胱。C. HIFU能量聚焦于犬膀胱中的PUU-PCL器件。D. 模拟PUU-PCL器件和犬膀胱中声压的分布。黑色矩形表示PUU-PCL器件的位置。E. 模拟HIFU加热期结束时膀胱温度。白色矩形显示PUU-PCL器件的位置。F. HIFU加热和冷却循环期间PUU-PCL器件3个位置的温度。插图显示了3个温度探针的位置。G. PUU-PCL器件在犬膀胱中的超声图像。H.膀胱镜下实时观察HIFU加热触发PUU-PCL器件的变形。I. 植入前PUU-PCL器件临时形状。J. HIFU膀胱内加热后取出的PUU-PCL器件的形状,旗帜加热后展开。以输尿管支架移除为假想应用,通过有限元模拟和犬体内实验评价了HIFU触发器件变形过程中周边肾、膀胱组织的热损伤风险。1MHz HIFU作用下,肾盂中PUU-PCL模拟样品在25秒内被加热到转变温度以上,核心的峰值温度达到81 ℃,尿液界面上的材料达到48 ℃(图3A,B)。HIFU诱导的加热高度集中在PUU-PCL样品上:距PUU-PCL中心3毫米的尿液峰值温度为42 ℃;距肾盂1毫米的肾组织温度仅上升0.6 ℃(图3B)。加热停止后,PUU-PCL的温度从峰值迅速下降,散失的热量使邻近尿液的温度略有升高(<0.2℃),然后迅速冷却(图3C)。加热停止25秒后,各部分的温度均降至43 ℃以下(图3D)。根据CEM43°C(cumulative equivalent minutes at 43°C)标准计算,附近的肾脏组织中未收到高热损伤。前述PUU-PCL加热变形-移除术后两天,对犬膀胱组织进行组织学评估,证明膀胱粘膜完好(图3F、G),上皮层和皱襞均未出现结构性损伤。此外,粘膜下层和逼尿肌也没有高热损伤的特征(图3F、G)。在膀胱颈部和尿道内括约肌处观察到红细胞轻度富集,表明肌肉内有微量出血(图3H)。由于微量出血均匀地分布在膀胱颈部和尿道括约肌下约2厘米处,而不是集中在一处,因此认为微出血是由于器件、膀胱镜出入导致的,而非HIFU加热所致。图3.图像引导HIFU加热器械对膀胱热损伤风险的评估。A. 有限元模型中的结构元素,包括肾盂中的PUU-PCL器件、周围肾组织以及HIFU设备。B. HIFU加热在器件、邻近尿液和肾盂边界的肾组织中引起的温度变化。C. 模拟PUU-PCL器件和肾盂中声压的分布。D. 所研究空间中的等温线。E. 经过一个加热-冷却周期后,肾脏不同位置和肾脏下方组织的CEM43°C值。G,F. 术后2天犬膀胱Masson三色和H&E染色。H. 膀胱颈部和尿道内括约肌的H&E染色。箭头表示肌肉中的微出血。I. 膀胱颈对侧的肌肉。此外,团队在绵羊模型上证明了图像引导的HIFU在触发按需药物释放方面的潜力。将染料溶液装入PUU-PCL管中,在室温下折叠管的两端,将溶液密封在管内(形成临时管形)。然后将管子固定在绵羊的肝脏表面(3根管,分别装有黑色、绿色、黄色染料)。如图4所示,在超声成像引导下,尽管管子随肝脏起伏,HIFU将能量精准聚焦在装有染料的管子的密封端,并在不到1分钟的时间内将3根管子的折叠端打开,继而将染料释放到周围组织中。图4.超声引导HIFU触发概念性药物容器的体内变形和模拟药物释放。A. 动物实验示意图,包括器件植入、HIFU触发、形状恢复和染料释放。B. B超模式图像,显示羊肝脏上的容器。C. 装有染料溶液的PUU-PCL管。D. 将装有染料溶液的试管植入绵羊肝脏。随着绵羊的呼吸,管子随着肝脏移动。E. USgHIFU触发羊肝上导管的形状恢复和染料溶液释放。该研究以“Shape-recovery of implanted shape-memory devices remotely triggered via image-guided ultrasound heating”为题发表在《Nature Communications》上(Nat. Commun. 2024,15, 1123)。浙江大学高分子系博士生邓凯铖,浙大宁波理工学院周建伟副教授,浙大附属第一医院来翀医师为论文的共同一作。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江大学上海高等研究院繁星科学基金、美国国立卫生研究院的支持。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-45437-2

  • 祝贺王淑琴、汪凯同学顺利通过博士学位论文答辩!

    2024-12-18

     2023年9月8日,课题组王淑琴同学、汪凯同学顺利通过了他们的博士论文答辩。参加答辩的委员有浙江理工大学孔祥东教授、浙江大学高分子系刘建钊教授、浙江大学王玮教授、Miroslay Karabaliev和Radostina Georgieva。王淑琴同学的研究方向为炎症调控水凝胶的构建及其用于心肌梗死治疗中的研究,读博期间已发表一篇论文和一篇专利。汪凯同学的研究方向为炎症微环境调控的多功能水凝胶/微凝胶的构建及其治疗心肌梗死研究,读博期间发表一篇文章和多篇专利,整个答辩顺利,同时在场的专家也给予了他很多中肯的意见和建议,并希望他在今后的工作和学习中能有更好的表现。

  • 浙江大学朱旸研究员、张磊教授、高长有教授、周民研究员团队合作 Nat. Commun.: 可生物降解的柔性导光贴片用于体内光疗

    2024-12-16

    随着光学技术向医疗领域的拓展,展示了光疗的巨大应用潜力,如激光手术、传感和成像等。然而,表层组织对光的散射和吸收会引起光能的损耗,导致对体内器官和组织进行在波长、面积、深度和强度等方面高度可控的光照仍然是一个重大挑战。浙江大学朱旸研究员、张磊教授、高长有教授和周民研究员团队合作开发了一种可生物降解的柔性导光贴片iCarP用于体内器官和组织的光照。在iCarP中,拉锥光纤(TOF)尖端和可生物降解的透明聚酯(PMCL)贴片中保留了微米级的空气层,这使得通过光纤传导过来的光首先在TOF尖端发生散射,然后依次在空气/ TOF和空气/ PMCL界面上发生折射,从而实现对光的发散,得到了类似于灯泡状的照明,同时改变了光的出射方向。这使得iCarP无需侵入目标组织内部,只需贴在目标表面就可以实现大面积、大深度、可重复、可编程的光照。PMCL的柔性支持其在运动的组织(如心脏、骨骼肌)上的应用,而光纤可以在光照结束后被移除,留下可降解的PMCL基底于目标组织。团队验证了iCarP在小鼠肿瘤的光热(808 nm)、光动力治疗(473 nm),以及通过光照小球藻光合产氧(660 nm)缓解大鼠梗死心肌缺氧中的效果;通过比格犬胸腔镜植入展示了iCarP与微创手术的兼容性。以上结果表明,iCarP是一种具有广泛适用性的光照设备。 图1. iCarP的设计、功能及其在体内器官和组织光照应用的示意图。 图2. iCarP的制备和光散射性能。图3. iCarP光照诱导原位光合作用产氧用于心肌梗死治疗。图4. iCarP的微创植入演示。该研究以“A biodegradable, flexible photonic patch for in vivo phototherapy”为题发表在《Nature Communications》上(Nat. Commun. 2023,14, 3069)。浙江大学博士生邓凯铖、唐瑶,华东理工大学副研究员肖艳,浙江大学博士后钟丹妮为文章的共同一作;浙江大学朱旸研究员、张磊教授、高长有教授和周民研究员为共同通讯作者。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、之江实验室重大科研项目、浙江省重点研发项目和浙江大学滨江研究院的支持。  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-38554-x  下载:A biodegradable, flexible photonic patch for in vivo phototherapy

  • 课题组赴美国朴茨茅茨参加学术会议

    2024-12-17

    2023年6月10日,课题组四位博士生的李世分、王贝多、金泽原、王巧璇赴美国普斯茅斯参加了为期五天的,由Tufts大学主办的FPBS生物材料国际会议(the 14th International Symposium on Frontiers in Biomedical Polymers in Portsmouth)。会议上,高老师作了生物自适应组织植入的邀请报告,介绍了课题组在心梗,肺损伤,神经损伤等方面的最新研究成果。报告得到了多位学者的关注和热烈讨论,高老师十分耐心地为其解答。图一 高老师在进行会议邀请报告参会的同学们也以墙报的形式展示了自己的最新成果。李世分、王贝多、金泽原和王巧璇博士分别作了的墙报分享与讨论,并与现场来自不同国家的研究生深入讨论交流,分享自己的最新研究成果,收获颇多。           图二 同学们在poster交流环节通过这次参会,全面宣传了课题组在生物材料领域的最新研究进展,每一位同学都收获满满。锻炼了大家的英文交流能力,见识了生物材料的最新前沿进展,同时参观了美国东部知名高校的校园景色,也感受了美国的美食文化以及风土人情。

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