图/文：廖鑫颖
天然的多糖水凝胶因其优异的理化性质和生理功能在生物医学领域备受关注。其中壳聚糖是一种带正电荷的天然碱性多糖，具有优异的抗菌、抗病毒、止血、促进组织修复和伤口愈合等作用，同时其结构中含有大量的活性基团，易于改性，因而壳聚糖水凝胶已成为生物医学领域的研究热点之一。通过引入其它生物功能分子，发展新型的交联和制备方法，有望扩展壳聚糖水凝胶的功能和活性，在药物递送、伤口修复和组织工程领域具有重要的意义。
基于此，南华大学药学院药剂学教研室刘阳带领的生物医用水凝胶团队以3-羧基-5-硝基苯硼酸（PBA）修饰的羧甲基壳聚糖（CMCS）和单宁酸（TA）为原料，通过硼酸酯键和氢键的双交联制备了一类多功能的壳聚糖水凝胶（CBT）。通过将PBA修饰的CMCS（CMCSPBA）和TA共混，在极短的时间内（<1min）即可形成水凝胶。该类水凝胶具有良好的可注射性、可塑性、自愈合性、溶胀性和可降解性。这种共混的水凝胶还表现出水凝胶固有的粘弹性，最大抗压强度可达0.31MPa。此外，它们也具有良好的细胞相容性、血液相容性、止血能力和抗氧化能力。抑菌实验也证实了该类凝胶良好的抗菌性。它们还可以依赖苯硼酸基团的硼酸酯键负载模型药物姜黄素，并实现葡萄糖响应性的姜黄素可控释放行为。初步的体内实验也显示了其良好的生物安全性和生物可降解性。
图1基于苯硼酸改性羧甲基壳聚糖的多功能水凝胶的制备示意图
图2 CBT水凝胶的可注射性（A）、可塑性（B）和自愈性（C）
该研究开发了一种简单有效的通过物理共混构建多功能壳聚糖水凝胶的方法，为设计新型多糖类生物医学水凝胶提供了一种新的途径，在伤口修复、组织工程等生物医学领域具有良好的应用前景。该研究最近以“Multifunctional phenylboric acid modifed carboxymethyl chitosan basedhydrogel crosslinked by tannic acid”为题发表于国际知名学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院1区TOP）上。该论文受国家留学基金委青年骨干教师项目、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅优秀青年项目等资助。论文的第一作者是药学院硕士研究生廖鑫颖和冯晓祎，通讯作者是药学院刘阳博士。论文参与者还有伦敦大学学院药学院Gareth R. Williams教授和南华大学基础医学院秦辉博士等。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.140958
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