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作者及研究机构
本研究的作者包括Liwei Sun、Xu Zhang、Jiteng Zhang、Xinmeng Li、Jie Zhao、Rujian Jiang、Lingjie Song和Shifang Luan。研究团队分别来自山东第一医科大学（Shandong First Medical University）、中国科学院长春应用化学研究所（Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences）和吉林大学（Jilin University）。该研究于2024年6月10日在线发表在《Chemical Engineering Journal》期刊上，文章编号为152764。
学术背景
疝气（Hernia）是一种全球范围内高发的疾病，每年约有超过2000万例疝气修复手术。聚丙烯网片（Polypropylene Mesh, PPM）因其无细胞/基因毒性、结构稳定性和生物力学匹配性，成为临床上广泛使用的疝气修复材料。然而，传统的PPM在术后仍面临细菌感染、组织粘连和异物反应等问题。为解决这些问题，研究团队提出了一种基于内源性刺激驱动的Janus网片，该网片具有抗菌、抗粘连和促进愈合的功能。研究的主要目标是开发一种能够响应炎症或细菌感染刺激的Janus网片，以实现疝气修复材料的多功能化。
研究流程
研究分为多个步骤，具体如下：
材料制备
研究团队通过光引发聚合反应在PPM上构建了一种刺激响应性凝胶涂层。该凝胶由甲基丙烯酸（Methylacrylic Acid, MA）、磷酸酶敏感的双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]磷酸酯（Bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] phosphate, BMP）和抗菌肽（Antimicrobial Peptide, AMP）组成。首先，将光引发剂苯甲酮（Benzophenone, BP）吸附在PPM表面，随后通过紫外光引发聚合反应，将功能单体、交联剂和抗菌肽一步封装在凝胶中。
表面表征
通过X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等技术对凝胶涂层的化学结构和表面形貌进行了表征。甲基蓝染色实验验证了凝胶涂层中羧基的存在，水接触角测试表明凝胶涂层具有良好的亲水性。
抗菌性能评估
研究团队通过菌落形成单位（CFU）计数、SEM观察和活/死细菌荧光染色等方法，评估了凝胶涂层的抗菌性能。实验选用金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）作为代表性菌株，结果表明凝胶涂层在4小时和8小时的接触时间内均表现出显著的杀菌效果。
抗粘连性能评估
通过荧光蛋白吸附实验和细胞粘附实验，评估了凝胶涂层的抗粘连性能。结果表明，凝胶涂层能够有效抑制蛋白质和细胞的粘附，从而避免术后组织粘连的发生。
体内实验
在大鼠腹壁疝气模型中，研究团队评估了Janus网片的抗感染和抗粘连性能。实验结果表明，Janus网片在术后3天和7天均表现出显著的抗感染效果，且在术后14天未观察到组织粘连。
主要结果
1. 凝胶涂层的成功构建
XPS和ATR-FTIR结果表明，凝胶涂层成功构建在PPM表面，甲基蓝染色进一步验证了羧基的存在。
优异的抗菌性能
CFU计数和荧光染色实验表明，凝胶涂层在4小时和8小时内对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌效率分别达到2.6 log和3.3 log。
显著的抗粘连效果
荧光蛋白吸附实验和细胞粘附实验表明，凝胶涂层能够有效抑制蛋白质和细胞的粘附，从而避免术后组织粘连。
体内实验验证
在大鼠模型中，Janus网片在术后3天和7天均表现出显著的抗感染效果，且在术后14天未观察到组织粘连。
结论
本研究成功开发了一种基于内源性刺激驱动的Janus网片，该网片能够在炎症或细菌感染刺激下实现局部功能转化。Janus网片的一侧能够维持完整的凝胶结构，形成水化层以抑制蛋白质和细胞的粘附，而另一侧则能够加速降解并释放抗菌肽以对抗细菌感染。体内实验表明，Janus网片在术后未观察到组织粘连，且炎症反应水平显著低于传统PPM。该研究为软组织修复生物材料的设计提供了新思路。
研究亮点
1. 多功能Janus网片
研究开发的Janus网片具有抗菌、抗粘连和促进愈合的多重功能，能够有效解决传统PPM在术后面临的问题。
内源性刺激驱动
Janus网片能够响应炎症或细菌感染刺激，实现局部功能转化，具有较高的临床应用价值。
简单高效的制备方法
通过光引发聚合反应一步构建凝胶涂层，制备方法简单且适合大规模生产。
其他有价值的内容
研究团队还通过SEM和原子力显微镜（AFM）对凝胶涂层的厚度进行了测量，结果表明凝胶涂层的厚度可达数微米。此外，研究团队通过体外和体内实验验证了Janus网片的生物相容性，结果表明凝胶涂层具有良好的血液相容性和细胞相容性。
该报告详细介绍了研究的背景、流程、结果和结论，并突出了研究的创新点和应用价值。