可规模化溶液吹纺益生菌微球用于溃疡性结肠炎序贯递送
研究团队用溶液吹纺制备多靶点益生菌复合微球(PCM),通量比静电纺丝高 20 倍以上。PCM 在胃酸中收缩保护菌体,使存活率较游离益生菌提高 2162 倍;带负电的微球粘附于炎症结肠病灶过表达的带正电黏蛋白,再由过表达的透明质酸酶降解透明质酸,以“特洛伊木马”方式释放活菌。
推荐理由:原文给出微球在胃酸中收缩保护菌体、在炎症部位靠电荷粘附并随透明质酸酶释放的完整链条,可作为口服递送平台的设计参考。
技术方向
水凝胶方向的进展:高强与抗溶胀网络、响应性与刺激响应、粘附与自修复水凝胶,以及溶胀与力学机制的解析。
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研究团队用溶液吹纺制备多靶点益生菌复合微球(PCM),通量比静电纺丝高 20 倍以上。PCM 在胃酸中收缩保护菌体,使存活率较游离益生菌提高 2162 倍;带负电的微球粘附于炎症结肠病灶过表达的带正电黏蛋白,再由过表达的透明质酸酶降解透明质酸,以“特洛伊木马”方式释放活菌。
推荐理由:原文给出微球在胃酸中收缩保护菌体、在炎症部位靠电荷粘附并随透明质酸酶释放的完整链条,可作为口服递送平台的设计参考。
研究团队构建了 ROS 响应水凝胶 TA@HA-PD-EVs AR7,通过差异释放动力学先快速释放单宁酸(TA)进行抗氧化预处理,再持续递送载 AR7 的 EVs 以重新激活分子伴侣介导的自噬(CMA)。
推荐理由:该工作把 CMA 功能障碍与 HMGB1 释放串成椎间盘退变的因果链,并给出 ROS 响应水凝胶的时序释放方案。
研究报道了一种水凝胶限域的电解忆阻突触(EMS),利用可逆的 Ag/AgCl 界面电化学在仅 100 mV 下实现突触调制与储层状态编码。器件表现出依赖氯离子的忆阻迟滞,并模拟基本突触学习规则,其短期记忆与非线性被用于模拟储层计算框架,在手写数字分类中达到 95.05% 准确率,且在噪声与机械形变下保持良好性能。作者认为器件的可贴合性与电化学界面的设计灵活性为生物集成系统提供了新机会。
推荐理由:水凝胶限域的电解忆阻突触在 100 mV 下工作,并给出储层计算手写数字识别 95.05% 的准确率,可据此判断柔性神经形态器件的电压与形变适用性。
一项前瞻性首次人体探索性临床研究将脱细胞组织工程透明软骨移植物 dLhCG 植入 17 例全层膝关节软骨缺损(Outerbridge III/IV 级)患者,该移植物由 II 型胶原基细胞外基质构成。
推荐理由:首次人体研究给出 dLhCG 植入 17 例膝关节软骨缺损后的 18 个月整合与影像结果,可供判断脱细胞软骨支架的临床转化进度。
研究者用木屑重构水凝胶电解质,将纤维素与木质素分离,纤维素形成水合网络,提取的木质素作为外层保水层,模仿植物的纤维—树皮层级结构。
推荐理由:从木屑重构的水凝胶电解质给出三重 Zn2+ 限域机制,并附 600 h 循环与 124.9 mW cm−2 数据,可据此判断柔性锌空电池的寿命瓶颈。
研究报道一种质子介导的配位平衡机制,通过植酸与植酸锌耦合动态平衡质子活性和Zn–O配位,持续重构局部水合环境,抑制氢键有序化并阻止水结晶,同时以跳跃传输维持Zn2+解离与迁移。
推荐理由:原文给出质子介导配位平衡抑制水结晶的机制,以及−60°C下的电导率与循环数据,可据此判断水凝胶电解质在超低温锌电池中的适用性。
研究者提出基于植物源多糖内源协同的导电水凝胶策略,以红花粗多糖构建明胶/PCA-Na 水凝胶 GPP,其粘附强度为 50.1 kPa、电导率为 6.3 S m⁻¹。该水凝胶在 7 天连续佩戴中可重复记录 EMG,信噪比保持在 30 dB 以上,表明皮肤接触稳定、信号输出可靠。该内源协同机制还被拓展至夏枯草粗多糖体系。
推荐理由:原文给出红花粗多糖与明胶/PCA-Na 体系的粘附强度与电导率数据,并验证 7 天连续佩戴的 EMG 记录稳定性。
研究将负载芒果苷的胶束嵌入拓扑缠结的 PCBOH 两性离子水凝胶,制成超声响应贴片 MF@PCBOH,在动态条件下形成稳定共形的声学界面并实现超声增强释放。在低强度脉冲超声(LIPUS)刺激下,释放的芒果苷降低细胞内 ROS、促使巨噬细胞向修复表型转变、促进内皮血管生成并增强细胞迁移。该贴片加速大鼠糖尿病创面愈合,伴随炎症减轻、胶原重塑改善和血管成熟增强,在猪全层创面模型中也观察到类似疗效。
推荐理由:该水凝胶贴片把稳定声学界面与超声响应释放结合,并在大鼠和猪全层创面模型中验证糖尿病创面修复效果。
研究报道了一种聚酚工程化的超声响应可注射水凝胶,由二氢咖啡酸改性壳聚糖、甲基丙烯酰化明胶、二维声敏剂 PGO-Fe(聚多巴胺介导的四氧化三铁修饰还原氧化石墨烯)和聚多巴胺改性羟基磷灰石(PHA)组成。
推荐理由:该水凝胶用高、低强度超声分别触发固化与成骨,为骨折固定与骨再生提供了一种分时调控思路。
研究团队开发了 FAK-PTC-Lipo@MN 可降解微针贴片,由 GelMA 与 EPLGMA 构成,可局部持续递送载有 FAK-PROTAC 的脂质体。在大鼠剖宫产模型中,该贴片减少炎症浸润、胶原沉积、肌层增厚与组织刚度,抑制子宫瘢痕形成;转录组分析显示修复模式由纤维化转向再生修复,Wnt/Notch 相关通路激活、ECM 相关纤维化信号下调。
推荐理由:针对剖宫产后子宫瘢痕,作者用可降解微针贴片局部递送 FAK-PROTAC 脂质体,并给出大鼠模型中的修复与生殖结局数据。
研究团队开发了自驱动超润滑胶囊 GFSCap,通过化学-流体-机械级联实现胃液自主采样与封存:触发膜溶解打开采样通道,机械预压缩收集器完成进液,水凝胶溶胀驱动活塞关闭通道并保留样本。
推荐理由:原文给出胶囊在体外与猪体内采集胃液的实测质量及 DNA 回收率,可据此判断其采样与下游核酸分析的适配性。
研究者受软骨增韧机制启发,在亲水与疏水相之间引入两亲性桥接链段,构建界面桥接纳米相分离凝胶(IBNSGel),将脆弱的相界面转变为韧性桥接界面相,抑制聚集并促进均匀纳米相分离。
推荐理由:原文给出界面桥接纳米相分离凝胶在 hydration–dehydration 循环中的摩擦系数切换比与力学变化,可据此判断其在软体机器人与医用器件中的适用区间。
作者提出LigHTS,一种全光学、孔内并行光制备仿生水凝胶的方法,可在标准384与1536孔板中制备厚度约10–200 µm、模量约1–10 kPa的软水凝胶。
推荐理由:该方法用紫外吸收剂调控光照剂量,在标准384与1536孔板内并行制备仿生水凝胶,为成像筛选提供可规模化的基质路线。
研究发现,枯草芽孢杆菌主要 ECM 蛋白 TasA 在锌离子存在下可形成水凝胶,其力学性能与完整生物膜相当。电镜、AFM 与 SAXS 显示,锌离子交联使 TasA 从一维纤维转变为二维纳米片,EPR 与 XRD 数据将这一形貌变化与锌离子配位环境和蛋白结构的分子变化联系起来。
推荐理由:原文给出锌离子诱导 TasA 从一维纤维转为二维纳米片的分子机制,可据此理解生物膜力学来源。
研究团队开发了负载小檗碱(BBR)的双动态交联纳米凝胶 BBR@MPN-NGs,将单宁酸(TA)-锌金属多酚网络与羧甲基壳聚糖/醛基化 PEG 的 Schiff 碱网络结合,兼具抗氧化、抗炎与润滑功能。
推荐理由:双动态交联纳米凝胶把抗氧化、抗炎与润滑整合到单一平台,并给出角膜滞留 24 h 与小鼠模型对照数据。
研究团队提出一种仿海黄瓜真皮的胶原-海藻酸盐双网络弹性体水凝胶(CoDE),将共价交联的胶原冷冻凝胶骨架与离子交联的海藻酸盐牺牲网络结合,兼具生物相容性与可生物降解性。
推荐理由:原文给出胶原-海藻酸盐双网络水凝胶的压缩致密化与离子锁定机制,可了解其可编程力学区间。
研究团队开发了可注射的植物成分/纳米酶水凝胶 CGHD,在近红外照射下触发级联催化反应清除 ROS,并下调鞘氨醇与鞘氨醇激酶-1,从而打断驱动肿瘤再生的炎症—代谢反馈回路。在术后乳腺癌模型中,CGHD 加速伤口愈合并显著抑制残余肿瘤的复发与转移。多组学分析显示其缓解氧化应激、重塑鞘脂代谢并抑制 NF-κB 与 TNF 信号,降低 IL-6 与 TNF-α 表达、提高 IL-10 水平。
推荐理由:原文给出可注射植物成分/纳米酶水凝胶在术后乳腺癌模型中抑制复发与转移的多组学证据,可了解其作用机制。
该工作用一步电泳沉积(EPD)在碳布上直接制备 MXene/石墨烯纳米卷(MXene/GNS@CC)复合电极,GNS 交织在 MXene 纳米片之间形成三维互穿结构,抑制纳米片重堆叠并促进离子传输。
推荐理由:原文给出电极与器件的面积比电容、能量密度及四次切割自修复后的容量保持率,可据此判断柔性自修复储能器件的性能区间。
该工作设计并制备了阻燃且力学强韧的仿生多孔水凝胶(BPH),模仿天然叶片的颜色与可见-近红外反射光谱特征,并模拟吸湿-蒸腾行为进行热管理。BPH 与叶片的色差仅 1.87,可见-近红外反射光谱的相关系数和余弦相似度分别高达 0.940 和 0.958,与周围叶片的辐射温差不超过 2°C。BPH 还可作为涂层赋予常规织物在户外丛林环境中的可见光、高光谱和热红外伪装性能,用作帐篷和伪装网等伪装屏障。
推荐理由:原文给出仿生多孔水凝胶与天然叶片在色差、反射光谱相关性和辐射温差上的具体数值,可据此判断多波段伪装兼容性。
研究提出一种仿海洋生物的透皮递送贴片 PDA@SC,将章鱼吸盘结构与贻贝来源的聚多巴胺(PDA)涂层结合,在预载变形下产生负压以调控角质层屏障,并通过高表面能界面实现紧密粘附、减少药物泄漏。实验显示,在变形皮肤上高分子量化合物的递送效率较常规局部涂抹提升 600%,且无需外部供电。初步人体评价表明该贴片可改善多项皮肤科关键参数,作者认为其有望用于可穿戴治疗与化妆品领域。
推荐理由:仿章鱼吸盘与贻贝粘附结合,在动态皮肤上实现高分子透皮递送,较常规涂抹提升600%。