海洋多糖水凝胶因可模拟天然细胞外基质的三维结构和维持湿润环境，是一类极具应用前景的新型伤口敷料。我国拥有长达1.8万公里的海岸线和473万平方公里的海域面积，各种海事活动日益频繁。海洋作业人员易遭受各种开放性创伤的威胁，而高渗、碱性和含有病原微生物的海水会加重创伤，进而导致较高的致残率和病死率。
然而，传统水凝胶敷料一旦与水接触或受到汗液、血液的浸润，会导致粘附性严重降低并易发生脱落，失去对伤口的保护作用。这不仅使海洋作业等触水环境伤口的救治面临巨大挑战，而且也不能满足临床上对伴有出血的急性伤口、伴有体液渗出的慢性伤口等湿润伤口的应用需求。目前，实现水凝胶在湿润或水下环境中的稳固粘附，是一项亟待突破的技术难题。
在海水涌动侵袭环境下，藤壶（Barnacle）具有强大的粘附性能，可通过分泌藤壶胶实现对礁石、船舶、甚至海龟、鲸鱼等海洋动物的稳固粘附。受海洋藤壶粘附性能的启发，中国海洋大学医药学院、海洋药物教育部重点实验室赵峡教授团队，基于壳聚糖（CTS）和丙烯酸-2-苯氧乙基酯（PEA）开发了一种具有强大水下粘附性能的壳聚糖藤壶仿生水凝胶（CP-Gel）。
CP-Gel在水下能稳固粘附在玻璃、塑料、橡胶、金属、猪皮等不同性质的材料表面，能耐扭转弯曲并充分适应关节的运动，可抵御持续的水流冲刷，并可快速封堵正在流水的塑料袋，封闭有液体流出的缺损器官（图1）。CP-Gel具有良好的生物安全性，对海水浸泡伤口表现出明显的促进愈合效果（图2）。特别是，采用碱性Tris-HCl缓冲溶液可以实现CP-Gel的按需剥离，可避免更换敷料时的疼痛和对皮肤的二次伤害（图3），有望用于海上急救、出血伤口封闭、触水伤口日常护理等。此外，利用CP-Gel在溶剂交换过程中的外观变化，还可用于信息的加密传送（图4）。
相关研究成果近期以“Barnacle Inspired Strategy Combined with Solvent Exchange for Enhancing Wet Adhesion of Hydrogels to Promote Seawater-Immersed Wound Healing”为题，发表于《Bioactive Materials》（IF=18.0，TOP期刊）。中国海洋大学医药学院2021级硕士研究生赵桂园为该论文第一作者，赵峡教授为通讯作者。
图1：CP-Gel的粘附性能。(A) CP-Gel可在水下粘附并提起玻璃、塑料、橡胶、金属和猪组织；(B) CP-Gel耐受皮肤的弯曲扭转并适应关节运动，并可抵抗水流冲刷；(C）CP-Gel可快速封堵正在流水的塑料袋；封闭有液体流出的猪胃（D）和猪心脏（E）。
图2：CP-Gel对海水浸泡伤口具有明显的促愈合作用
图3：采用Tris-HCl缓冲溶液可以实现CP-Gel按需剥离
图4：CP-Gel在不同的溶剂中可实现对二维码信息的加密和解密
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.07.011