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鑒于此，西南交通大學(xué)魯雄教授及中國(guó)海洋大學(xué)韓璐教授報(bào)道了基于二維導(dǎo)電纖維素納米片自組裝形成的具有良好柔性、生物穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和細(xì)胞/組織親和力的導(dǎo)電纖維素水凝膠（PGCNSH），并將其與外加電刺激耦合用于增強(qiáng)細(xì)胞粘附及增殖，從而加速糖尿病創(chuàng)面的愈合（圖1）。相關(guān)成果以“Conductive cellulose bio-nanosheets assembled biostable hydrogel for reliable bioelectronics ”為題發(fā)表于《Advanced Functional Materials》。西南交通大學(xué)博士研究生閆力維為該論文第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。

首先，基于良好的細(xì)胞親和性和在生理環(huán)境中穩(wěn)定的導(dǎo)電性，PGCNSH水凝膠可以在外電場(chǎng)輔助下調(diào)控細(xì)胞行為。作者以C2C12成肌細(xì)胞為例，將其培養(yǎng)在導(dǎo)電PGCNSH和純纖維素水凝膠表面，并通過(guò)自制高通量電刺激裝置對(duì)C2C12細(xì)胞施加不同的刺激電壓（0、300和900 mV），研究水凝膠協(xié)同電刺激對(duì)細(xì)胞行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在無(wú)電刺激條件下，相比于純纖維素水凝膠， C2C12細(xì)胞在PGCNSH水凝膠表面更有利于的粘附和增殖被檢測(cè)出更高的增殖活性和更多粘著斑的形成。此外，施加適當(dāng)?shù)耐鈭?chǎng)電壓刺激（300 mV）能夠進(jìn)一步增強(qiáng)PGCNSH水凝膠表面C2C12細(xì)胞的增殖，粘附及向肌管方向分化的能力。其次，該導(dǎo)電PGCNSH水凝膠在體內(nèi)也能傳遞電刺激，與外部電刺激的耦合作用下，促進(jìn)糖尿病傷口創(chuàng)面的修復(fù)。將PGCNSH和RCH凝膠植入在糖尿病老鼠背部皮膚傷口部位，并在傷口兩側(cè)施加電刺激。大體觀察結(jié)果表明，相比于非電療組（-ES），電療組（+ES）展示出更快的傷的閉合速率；且PGCNSH+ES治療組的傷口閉合率明顯高于其他組，其傷口創(chuàng)面在28天后基本愈合。此外，組織學(xué)切片染色和免疫熒光染色表明，PGCNSH+ES治療組的傷口具有較少的肉芽組織填充，較多的膠原沉積以及更高α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）的表達(dá)，這些結(jié)果都說(shuō)明了導(dǎo)電PGCNSH凝膠作為“電子皮膚”在電療耦合作用下具有促進(jìn)慢性傷口修復(fù)的潛力。該研究成果通過(guò)將導(dǎo)電性纖維素基水凝膠敷料與電刺激耦合，為加速糖尿病傷口修復(fù)過(guò)程提供了有效的協(xié)同治療策略。

圖1 具有生物穩(wěn)定性和細(xì)胞親和性的PGCNSH凝膠作為電刺激器用于調(diào)控細(xì)胞行為及促進(jìn)糖尿病傷口修復(fù)。原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202010465