化工学院王立教授/俞豪杰教授团队AdvancedScience用于免缝合和高质量肌腱修复的Janus水凝胶

肌腱是由纤维状粘弹性结缔组织构成的坚韧的带状结构，它们将肌肉固定在骨骼上，在负荷传递和维持正常运动功能等方面起着至关重要的作用。目前，肌腱断裂的修复仍然依靠手术缝合。在肌腱再生过程中，由于损伤引起的局部炎症会诱发术后疤痕形成和肌腱粘连，影响修复后肌腱的力学性能并增加再次断裂的风险。一般在跟腱修复手术后，需要通过皮质类固醇和非甾体抗炎药来减少炎症反应并减轻术后疼痛。设计一种能在空间维度上为肌腱修复提供单侧免缝合粘附、在时间维度上通过炎症微环境响应性释放药物抑制炎症发生的水凝胶对高质量的肌腱修复具有重要意义。

近期，浙江大学王立教授/俞豪杰教授团队和浙江大学医学院附属第一医院卢荟主任医师团队合作，通过控制水凝胶两侧游离-COOH基团和阳离子-π结构的界面分布，采用方便高效的一体成型方法成功制备了一系列PZBA-EGCG-ALC Janus水凝胶，探索了其在肌腱修复等方面的应用。该Janus水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率分别高达0.51 ± 0.04 MPa和922.89 ± 28.59 %。此外该Janus水凝胶粘附面的粘合强度可达524.8 ± 33.1 J/m2，同时实现双侧近20倍的粘合强度差异。在空间维度上，该Janus水凝胶优异的机械性能和单侧粘附性能可为受伤的肌腱提供有效的机械支撑和物理屏障。在时间维度上，该Janus水凝胶可以通过其交联网络中ROS响应性PZBA-EGCG前药大分子针对炎症微环境的需要可控释放消炎药物，减少早期炎症的发生。本研究为多功能生物医用Janus水凝胶的构建提供了新思路，为高质量的肌腱修复提供了一种更加高效方便的免缝合新策略。

图1. 用于免缝合和高质量肌腱修复的PZBA-EGCG-ALC Janus水凝胶的制备和应用示意图

图2. PZBA-EGCG-ALC Janus水凝胶用于无缝合和高质量肌腱修复的实验结果。

以上成果近期发表在Advanced Science上，论文题为“One-Step Formed Janus Hydrogel with Time-Space Regulating Properties for Suture-Free and High-Quality Tendon Healing”。浙江大学化学工程与生物工程学院2022级直博生欧阳辰光和浙江大学医学院附属第一医院主治医师、特聘副研究员涂田为论文的共同第一作者，浙江大学王立教授、俞豪杰教授和浙江大学医学院附属第一医院卢荟主任医师为论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（22275163和81702135）、浙江省自然科学基金（LHDMZ22H300003和LY20H060007）和浙江省医药卫生科研项目（2022RC136）等的资助。

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