胶原蛋白是哺乳动物世界中最丰富的蛋白质，由于其优异的生物相容性、生物降解性和促进细胞粘附和增殖的能力，以薄膜、水凝胶、海绵等等多种形式广泛应用于组织工程领域。其中，水凝胶由于良好的保湿性能、与细胞外基质的结构相似性在许多临床应用中均是首选。目前，大多数胶原蛋白水凝胶是由低浓度的胶原蛋白溶液（＜10 mg/ml）制成，机械性能差、降解快速大大阻碍了其在组织修复领域中的应用。此外，传统胶原蛋白水凝胶的另一大缺陷是难以包载药物。这是由于许多药物是疏水性的，与胶原蛋白网络之间的亲和力较差，因此存在载药量低、突释明显的缺陷。
为解决传统胶原蛋白水凝胶的上述问题，近日国际顶级期刊Advanced Science上发表了一篇题为" Nanostructured Dense Collagen‐Polyester Composite Hydrogels as Amphiphilic Platforms for Drug Delivery"的研究论文。该论文创新性将纳米沉淀（Nanoprecipitation）方法应用于三维水凝胶网络体系中，快速便捷地制备了胶原蛋白-聚酯两亲性复合体系。纳米沉淀过程也称为溶剂置换，涉及两种可混溶的溶剂，一种是聚合物的良溶剂（此处为THF），另一种为非溶剂（此处为水）。此制备过程中，当浸渍有聚酯的四氢呋喃溶液的胶原蛋白凝胶接触到PBS时，水分子会扩散至水凝胶内的聚合物链，从而使其在3D致密胶原网络中形成固体颗粒沉淀。
通过此方法，该论文成功开发了将高浓度胶原水凝胶（40 mg/ml）和高达50 wt％的具有不同疏水性和链长的聚酯缔合的两亲性复合材料平台。与纯胶原蛋白水凝胶相比，由聚乳酸-乙醇酸（PLGA）和聚乳酸（PLA）而非聚己内酯（PCL）制成的复合材料具有更高的机械性能，同时保持了高水合度。螺内酯（一种用作药物模型的亲脂类固醇）的释放动力学可以在一个月内进行精细调整。与掺入预成型微纳米颗粒不同，新工艺既可以改善胶原蛋白水凝胶的物理性能，又可以控制药物的输送。更重要的是，该工艺同样适用于海藻酸钠、壳聚糖等水凝胶体系。该复合水凝胶体系易加工、原料易获取、安全性佳，将有望在药物输送和组织工程等广泛领域中转化为临床应用。
该项目由澳门科技大学药学院中药质量研究国家重点实验室、法国索邦大学和法国国家科学院巴黎凝聚态化学实验室（Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris）、巴黎纳米科学研究院（Institut des NanoSciences de Paris）多个科研机构联合完成，其中澳门科技大学王晓琳助理教授为论文的第一作者，法国巴黎索邦大学（Sorbonne Université）研究员Christophe Hélary为通讯作者。
全文链接:
https://doi.org/10.1002/advs.202004213
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