本研究由Yingying Guo（四川大学化学工程学院）、Yan Wang（安徽科技大学生命与健康科学学院）、Hangping Chen（暨南大学药学院）、Wanhang Jiang（四川大学化学工程学院）、Chanrong Zhu（四川大学化学工程学院）、Sara Toufouki（四川大学化学工程学院）和Shun Yao（通讯作者，四川大学化学工程学院）合作完成，发表于2022年8月的《Carbohydrate Polymers》第296卷，文章编号119939。

学术背景
该研究属于生物医用材料与药物控释领域，针对慢性病患者需频繁注射给药导致的生理心理负担问题。传统导电聚合物（如聚吡咯、聚苯胺）存在溶解性差、不可降解等缺陷，而天然多糖（如琼脂糖）虽具有优良的生物相容性，但其单一物理响应性限制了精准给药应用。研究团队首次将深共晶溶剂（Deep Eutectic Solvent, DES）与羟基化富勒烯（TEGS-C60）结合，开发了一种新型电响应性琼脂糖凝胶载药系统，旨在实现便携式、可电控开关的药物释放，同时兼具抗菌和促进伤口愈合功能。

实验流程
1. 材料制备
- DES筛选：通过一步法合成9种DES，基于电导率（≥0.7 mS/cm）和电流（≥2 mA）筛选出3种候选DES（DES-1: 氯化胆碱/苹果酸1:1、DES-2、DES-8）。最终选定DES-1（电导率24.80 mS/cm）作为基质，其性能优于文献报道的类似体系。
- TEGS-C60复合凝胶构建：将0.2 g琼脂糖与DES-1溶液混合，浇铸成厚度0.3–1.0 cm的凝胶，表面负载TEGS-C60纳米颗粒（粒径1.0–2.0 μm）。通过SEM观察到凝胶孔径从纯琼脂糖的100 μm缩小至1.5–3.0 μm，显著延缓药物突释。

1. 性能表征

   • 力学与流变学：动态流变测试显示，TEGS-C60-DES-aga-gel的临界应变（10%）高于纯琼脂糖凝胶（6.5%），储能模量（G′）达1.45×10⁵ Pa，证明其高机械强度。180°弯曲实验验证了其优异的弹性恢复能力。
     
   • 电化学性能：循环伏安法（CV）证实复合凝胶在1.22 V出现氧化峰，表明TEGS-C60的电子转移特性；电化学阻抗谱（EIS）显示其总电阻低于纯DES-aga-gel，离子电导率达1.32×10⁻¹ mS/cm（冻干后）。
     

2. 药物释放研究

   • 体外释放：负载消炎药吲哚美辛（Indo）和地塞米松（Dex）的凝胶在5 V电刺激下，24小时累积释放量分别达96.59±0.85%和94.00±1.90%，为无电刺激组的4–5倍。Korsmeyer-Peppas模型拟合显示，电刺激下释放机制转为混合扩散（n>0.5），由凝胶溶胀和电荷排斥共同驱动。
     
   • 动物实验：通过小鼠离体皮肤和活兔背部皮肤验证，3 V电压触发5分钟可使Indo释放速率提升至0.55 mg/min（对照组0.08–0.18 mg/min），累计释放量满足临床日剂量需求（FDA标准8–100 mg）。
     

3. 生物相容性与抗菌性

   • 细胞毒性：MTT实验显示复合凝胶的细胞存活率达107.32±1.05%，显著高于阴性对照（p<0.05）。
     
   • 抗菌性能：对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）的抑菌率分别为78.67±0.80%和92.08±1.50%，优于商业壳聚糖凝胶（56.00±0.40%）。TEM观察证实细菌细胞膜破裂机制。
     

主要结果与逻辑关系
- DES的引入通过氢键网络增强凝胶热稳定性（TG/DTG显示280–600℃失重仅10.93%），而TEGS-C60的加入进一步优化电响应性。
- 电刺激下，DES中氯化胆碱的还原反应增加凝胶负电荷，通过排斥负电药物（如Dex）加速释放（图7a机制图）。动物实验数据（图7b-c、图8c-d）直接验证了该系统的临床适用性。

结论与价值
本研究首创的TEGS-C60-DES-aga-gel系统兼具以下突破：
1. 科学价值：首次将DES的离子导电性与富勒烯的自由基捕获特性结合，提出“氢键-电荷协同调控”的药物释放新机制。
2. 应用价值：便携式电池驱动（3 V）实现精准给药，抗菌性能显著，为糖尿病创面治疗等提供新策略。

研究亮点
- 方法创新：开发了DES基可降解导电凝胶，克服传统导电聚合物的生物相容性缺陷。
- 跨学科融合：融合材料学（XRD证实非晶结构）、电化学（CV/EIS分析）与药学（Korsmeyer-Peppas模型）。
- 临床转化潜力：活体实验证实其安全性（表S1生理指标无异常）与有效性（抑菌率>90%）。

其他价值
- 抗菌机制揭示DES的酸性环境（pH 3.0）与电荷离域效应协同破坏细菌细胞壁（图9g），为抗菌材料设计提供新思路。
- 补充数据（SEM图S4）显示电刺激下凝胶孔径扩大，直观解释释放速率提升现象。

（注：全文严格遵循术语翻译规范，如“deep eutectic solvent”首译为“深共晶溶剂（DES）”，“TEGS-C60”保留原名）