【内有好礼】带正电荷的抗菌型水凝胶:光固化聚赖氨酸 EFL-PLMA-001

EngineeringForLife · 公众号 · · 2024-06-05 00:00

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多聚赖氨酸（ε-PL）是一种由链霉菌产生的抗菌多肽（AMP），其由25-35个赖氨酸残基聚合而成。ε-PL作为一种天然抗菌材料，对细菌和真菌具有广谱抗菌活性，如大肠杆菌（E.coli）、金黄色葡萄球菌（S.aureus）等。ε-PL及其衍生物具有良好的生物相容性、抗菌和可降解特性，被广泛应用于抗菌创面敷料等生物组织工程领域，避免了传统抗菌药物或金属离子（Ag⁺等）所带来的副作用和耐药性等缺点。

甲基丙烯酰化聚赖氨酸（PLMA）是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对聚赖氨酸进行甲基丙烯酰化改性，在ε-PL分子上引入双键。由于便携的成形方式和良好的生物兼容性，基于PLMA的材料体系可被广泛应用于创面敷料、抗菌涂层等。

EFL团队推出的PLMA产品（EFL-PLMA系列）通过严格的原料筛选及品质检测，具有稳定的理化性质，其在可见光照射下10秒内固化成胶，生物相容性及抗菌性良好，材料可扩展性强，能够提供多种黏弹特性以适应不同应用领域。PLMA可用来搭配EFL其他光固化水凝胶体系，赋予此类水凝胶较好的抗菌特性，获得更优的水凝胶基创面敷料及3D打印生物墨水配方。

一、理化性能

图1 EFL-PLMA-001制备过程及核磁氢谱

图2 EFL-PLMA-001流变特性：(A/B)光固化过程； (C/D) EFL-PLMA-001黏度数据(蜂蜜及水为对照)

图3 EFL-PLMA-001不同浓度凝胶压缩特性：(A)应力-应变曲线；(B)压缩强度

二、抗菌性能

在凝胶组分中复合PLMA可显著增强凝胶的抗菌性能。EFLers以GelMA（EFL-GM-60）水凝胶为空白对照组，探究PLMA（EFL-PLMA-001）凝胶组分对大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的抗菌性能。试验表明，随着PLMA浓度的提高，GM60/PLMA复合水凝胶对E.coli和S.aureus抗菌性能逐渐增强（图4B/C）。

图4 EFL-PLMA-001抗菌特性：(A) 涂布平板法测试PLMA抗菌性能的流程示意图；(B/C) PLMA-001对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果

三、生物相容性

图5 PLMA复合水凝胶表面的MC3T3-E1细胞培养效果（Day1）

图6 MC3T3-E1在GM60-5%+PLMA-2%水凝胶组表面的增殖效果

四、3D打印性能

EFL-PLMA水凝胶固化迅速且具有可调的机械性能，其在投影式光固化3D打印（DLP）应用上呈现优秀的成形效果。配合EFL团队研发的BP-86系列光固化生物3D打印机，可轻松实现PLMA的复杂结构制造。

图7 利用光固化生物3D打印机（EFL-BP-86系列）打印的PLMA凝胶结构

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