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EPL/GelMA复合水凝胶:兼具结构与功能的下一代抗菌敷料材料

发布时间:2025-08-08       来源:中新康明


皮肤创伤修复中,阻止细菌感染、控制生物膜形成和促进组织再生是关键挑战。传统抗生素对耐药菌如金黄色葡萄球菌效果有限,推动了新型抗菌材料的研发。

近年来,水凝胶因柔软力学、良好保水性和功能可调性,成为理想伤口敷料载体。尤其是明胶改性的GelMA,具备优异生物相容性、光交联性及三维多孔结构,在组织工程中备受关注。但GelMA缺乏抗菌性能,需与抗菌分子结合以提升其功能。

目前,国内已有多家单位具备定制合成各类医用水凝胶的能力。例如中新康明可根据客户需求,设计并制备不同功能化修饰的GelMA类水凝胶,广泛应用于药物修饰、缓释系统构建以及微环境调控等方向。

天然抗菌肽EPL的引入:精准抑菌的新策略

由齐鲁理工学院孙长玉、周欣茹、李玉筱等团队近期开展的研究显示,将天然抗菌肽聚赖氨酸(Epsilon-Poly-L-lysine,EPL)引入GelMA水凝胶体系,可赋予材料显著的抗菌活性。EPL是一种由赖氨酸单体构成的阳离子多肽,具有广谱抑菌、低毒性、不易诱导耐药性等优势,近年来在食品防腐、口腔护理、医用材料等领域已有广泛应用。在水凝胶中掺杂适量EPL,不仅可以保留其抗菌特性,还可在凝胶网络中实现稳定释放,发挥持续抗菌作用。

对于需要实现药物包裹或缓释的研发项目,中新康明可提供基于水凝胶的药物嵌合服务,包括亲水性和疏水性药物的不同包载策略设计,并配合释放曲线测试与体系优化,支持科研客户实现产品早期开发目标。

应对细菌生物膜:复合水凝胶的突出优势

传统抗菌剂往往难以穿透细菌生物膜,这也是慢性创面治疗困难的重要原因。而EPL具有很强的表面吸附能力及膜穿透作用,能通过静电作用附着于细菌表面,进而扰乱细胞膜完整性,造成细胞内容物泄漏,从而达到抑菌甚至杀菌的目的。

更重要的是,研究表明,该EPL/GelMA复合水凝胶不仅能快速抑制细菌生长,还能有效阻断生物膜的初始形成过程。在实验条件下,随着EPL浓度的提升,生物膜的形成趋势显著降低,高浓度组几乎完全抑制了金黄色葡萄球菌的生物膜生成能力。这种作用机制对于慢性伤口、糖尿病足、褥疮等易反复感染的病灶区,具有非常重要的临床意义。

在抗体偶联方向,中新康明具备基于水凝胶平台的靶向抗体修饰服务能力,可实现抗菌分子、抗体或酶类在水凝胶中的定向固定和活性保持,助力开发智能响应型敷料或精准治疗载体。

可定制性能与伤口适应性:面向个体化治疗

复合EPL的GelMA水凝胶具有良好的结构调控性,其交联方式可通过紫外光固化精确控制,适合制作不同形状、厚度的伤口敷料,甚至有望用于创口贴、凝胶贴膜等产品开发。同时,GelMA原本的生物降解性和温和的力学特性,也使其更加适合贴合人体组织,避免二次创伤。

针对水凝胶产品的中试放大与规模化制备,中新康明已建立标准化中试平台,能够实现从克级研发样品到公斤级产品的快速切换,确保材料性能稳定、批间一致性良好,适配不同阶段的工艺需求。同时,公司还支持符合GMP标准的医用材料制备,为客户推进注册申报和产业化提供合规保障。

小结:从实验室走向临床的下一步

孙长玉、李玉筱等团队的研究为开发具有抗菌功能的GelMA水凝胶提供了有力的实验依据。通过引入天然抗菌肽EPL,不仅拓宽了水凝胶的功能边界,还为解决当前抗生素耐药性和慢性创伤治疗困境提供了材料基础。未来,随着更多动物实验和临床前研究的推进,这类多功能复合水凝胶有望在医药行业,特别是创面管理与再生修复领域,成为一类真正具有临床价值的产品。

 

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