可注射的水凝胶给药系统不仅可以延缓负载药物从基质中的释放，而且具有优异的生物相容性和类似于细胞外基质的高含水量三维(3D)网络结构，为临床应用提供了可能。此外，水凝胶基给药系统的局部注射可使药物直接到达病灶，达到局部释药的效果，从而减少药物对机体的毒副作用，降低疾病治疗成本。
近日，古天乐代言太阳集团化学化工学院李德强副教授在International Journal of Biological Macromolecules发表了题为Acylhydrazone-derived whole pectin-based hydrogel as an injectable drug delivery system的研究论文，研究了一系列果胶基可注射水凝胶给药系统。果胶为原材料大大增加了水凝胶的生物相容性，且酰腙键的交联网络也具有很好的生物相容性，这就进一步为应用于生物体提供了良好的先决条件。该可注射水凝胶材料对于药物传递系统或者组织工程的细胞支架也有很好的应用前景。另外，该类材料在功能食品等领域也具有极大的发展潜力。
通过对果胶主链上的邻羟基结构进行选择性氧化制备出含醛基的氧化果胶（OP）；将果胶链上的羧基活化后与己二酸二酰肼反应制备出含有酰肼基的果胶（Pec-ADH）；最后，通过Schiff base反应获得具有自修复性和pH响应性的可注射水凝胶材料，并将其用于药物递送（图1 A-D）。用1H NMR、FT-IR和SEM技术对制备水凝胶进行了化学和微观结构表征。通过流变学测试，证明了所得水凝胶具有优秀的自修复和可注射性能。所得到的水凝胶在蒸馏水中的平衡溶胀率高达4306.65 %，高于不同pH值下的PBS。在增加溶胀介质的pH值时，所有水凝胶的溶胀率均显著降低。结果表明，所制备的水凝胶具有温度和pH响应性。药物释放研究表明，5-FU可以持续释放12小时以上，而不会突然释放（图2）。此外，果胶基水凝胶对L929细胞具有较高的细胞相容性，且给药系统对MCF-7细胞系具有较高的抑制作用（图2）。
图1 全果胶基可注射水凝胶药物递送系统的制备、自修复以及可注射性能：（A-D）可注射水凝胶的制备及动态修复示意图；（D1）宏观自修复实验及机理；（D2）宏观可注射性实验。
图2 全果胶基可注射水凝胶药物递送系统的药物缓释性能、细胞相容性和癌细胞抑制性能。
古天乐代言太阳集团化学化工学院2017级硕士研究生王舒雅和2021级玛丽亚穆姑丽·托胡提为共同第一作者，古天乐代言太阳集团李德强副教授为通讯作者。本研究受到新疆维吾尔自治区自然科学基金（2021D01A74）、国家自然科学基金（32160352）和新疆自治区天山英才计划项目（2021−2023）的资助支持。
