浙江大学王立教授/俞豪杰教授团队Advanced Science：用于免缝合和高质量肌腱修复的Janus水凝胶

肌腱是由纤维状粘弹性结缔组织构成的坚韧的带状结构，它们将肌肉固定在骨骼上，在负荷传递和维持正常运动功能等方面起着至关重要的作用。目前，肌腱断裂的修复仍然依靠手术缝合。在肌腱再生过程中，由于损伤引起的局部炎症会诱发术后疤痕形成和肌腱粘连，影响修复后肌腱的力学性能并增加再次断裂的风险。一般在跟腱修复手术后，需要通过皮质类固醇和非甾体抗炎药来减少炎症反应并减轻术后疼痛。设计一种能在空间维度上为肌腱修复提供单侧免缝合粘附、在时间维度上通过炎症微环境响应性释放药物抑制炎症发生的水凝胶对高质量的肌腱修复具有重要意义。

近期，浙江大学王立教授/俞豪杰教授团队和浙江大学医学院附属第一医院卢荟主任医师团队合作，通过控制水凝胶两侧游离-COOH基团和阳离子-π结构的界面分布，采用方便高效的一体成型方法成功制备了一系列PZBA-EGCG-ALC Janus水凝胶，探索了其在肌腱修复等方面的应用。该Janus水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率分别高达0.51 ± 0.04 MPa和922.89 ± 28.59 %。此外该Janus水凝胶粘附面的粘合强度可达524.8 ± 33.1 J/m2，同时实现双侧近20倍的粘合强度差异。在空间维度上，该Janus水凝胶优异的机械性能和单侧粘附性能可为受伤的肌腱提供有效的机械支撑和物理屏障。在时间维度上，该Janus水凝胶可以通过其交联网络中ROS响应性PZBA-EGCG前药大分子针对炎症微环境的需要可控释放消炎药物，减少早期炎症的发生。本研究为多功能生物医用Janus水凝胶的构建提供了新思路，为高质量的肌腱修复提供了一种更加高效方便的免缝合新策略。

以上成果近期发表在Advanced Science上，论文题为“One-Step Formed Janus Hydrogel with Time-Space Regulating Properties for Suture-Free and High-Quality Tendon Healing”。浙江大学化学工程与生物工程学院2022级直博生欧阳辰光和浙江大学医学院附属第一医院主治医师、特聘副研究员涂田为论文的共同第一作者，浙江大学王立教授、俞豪杰教授和浙江大学医学院附属第一医院卢荟主任医师为论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（22275163和81702135）、浙江省自然科学基金（LHDMZ22H300003和LY20H060007）和浙江省医药卫生科研项目（2022RC136）等的资助。

图1. 用于免缝合和高质量肌腱修复的PZBA-EGCG-ALC Janus水凝胶的制备和应用示意图

图2. PZBA-EGCG-ALC Janus水凝胶用于无缝合和高质量肌腱修复的实验结果。

欧阳辰光，浙江大学化学工程与生物工程学院2022级直博生，主要从事生物医用高分子水凝胶方面的研究工作，以第一作者发表SCI收录论文2篇，先后获得康而达奖学金（二等）、优秀研究生、五好研究生等奖励和荣誉称号。

王立，浙江大学化学工程与生物工程学院教授、博士生导师、俄罗斯工程院外籍院士、英国皇家化学会会士，享受政府特殊津贴，曾为美国Yale University、University of Washington、University of California, Irvine访问教授。先后担任中国物理学会波谱学专业委员会委员、中国科协海智计划特聘专家、浙江省可持续发展研究会副理事长、浙江省化学会常务理事、浙江-俄罗斯光电磁功能材料联合实验室主任等。已发表SCI收录等论文450余篇，出版专著2本。先后获得侯德榜化工科学技术创新奖、宝钢优秀教师奖、中国物理学会王天眷波谱奖、浙江省科技进步二等奖等。

俞豪杰，浙江大学化学工程与生物工程学院教授、博士生导师、浙江省化学会理事、浙江省粘接技术协会理事、浙江省超声医学工程学会分子影像与材料工程专业委员会常务委员、《Biofunctional Materials》副主编、《Materials Today Communications》编委、《Coatings》编委、《Magnetic Resonance Letters》编委、《合成化学研究》编委、《Journal of Zhejiang University-SCIENCE A》青年编委、《波谱学杂志》青年编委、中国化学会高级会员。已发表SCI收录论文300余篇，H指数50，获授权发明专利50余项，出版专著2本，先后获得浙江省科技进步二等奖等奖励。

卢荟，医学博士、主任医师、硕士生导师。浙江大学医学院附属第一医院骨科（手外方向）。中国防痨协会肺外结核专业分会委员、全国卫生产业企业管理协会骨科分会常务委员、浙江省抗癌协会整合肿瘤专委会委员，已发表SCI收录论文100余篇。