软骨是一种胶原纤维增强的蛋白质多糖凝胶基质，在关节的承重和负载分布中起着重要的作用。软骨损伤会使得细胞外基质流失以及软骨细胞代谢恶化，进而导致骨关节炎加重，甚至全关节破损。水凝胶与细胞外基质相似并能够无缝填充不规则的创伤区域，所以水凝胶植入成为骨损伤治疗的主要方法之一。通过原位注射前体溶液再诱导溶胶-凝胶转变，可以将水凝胶递送到较深的伤口床，能够牢固粘附在受损区域，并无缝填充伤口以实现较长效保护。因此，设计开发生物相容性好、湿粘附强度高以及形状适应性好的新型水凝胶对于治疗骨损伤具有重要意义。
近期，浙江大学王立教授/俞豪杰教授团队，受关节软骨的主要成分和结构启发，以甲基丙烯酸缩水甘油酯改性明胶和多巴胺功能化硫酸软骨素为主要成分，制备了可紫外光诱导交联的水凝胶体系。该水凝胶能够完全覆盖和填充不规则的皮肤或骨损伤伤口，并有效实现长效治疗和保护作用（图1）。
图1. Gel-Gym/HS-Dopa水凝胶的交联结构和应用示意图。
该水凝胶湿粘附强度达15 kPa，能耐受50%形变循环压缩，并可被胶原酶7天降解，可免于二次手术清除。此外，该水凝胶对红细胞和骨髓间充质干细胞均展现出良好的生物相容性，且能够长期保持多巴胺的活性以抑制细胞炎症发生。该水凝胶可以通过无缝填充伤口、隔绝有害刺激、减轻炎症发生、促进胶原沉积和成骨分化来加速骨损伤愈合（图2）。本研究为多功能生物医用水凝胶的构建提供了新思路，为皮肤伤口和骨损伤的治疗提供了新策略。
图2. Gel-Gym/HS-Dopa水凝胶用于骨损伤治疗的实验结果。
以上成果近期发表在Carbohydrate Polymers上，论文题为“Dopamine-functionalized chondroitin sulfate/gelatin-based composite hydrogels for enhancing wound healing and bone regeneration”。浙江大学化学工程与生物工程学院博士生杨健为论文的第一作者，浙江大学王立教授、俞豪杰教授和王云正高级工程师为论文的通讯作者。
论文信息：Carbohydrate Polymers 2025, 366, 123809
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123809
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