恶劣的尿液微环境 (UME) 作为一个固有的障碍危及并导致无法修复尿道。创新性地， 科研人员 利用不利的 UME 作为设计源，构建了一种 UME 响应的 3D 打印水凝胶贴片，用于实现无疤痕记忆修复，其中使用化学交联的硅量子点 可以 产生激光激发的活性氧 (ROS) 和机械强度提升(SiQD)。 有趣的是，所提出的复合支架可以对尿液中的 Ca 2+ 作出反应，引起结构重构，并抑制肿胀以进一步增强支架刚度。系统实验证实，这种UME响应支架中的ROS产生和意想不到的刚度提升可以实现体内尿道的无疤痕记忆修复。全面的机制探 索揭示了细胞增殖和胶原相关基因（如 MMP-1 和 COL3A1）的激活以及纤维化相关基因（如 TGF-β/Smad）和机械敏感基因（如 YAP/TAZ）的抑制负责通过增强胶原沉积、回忆机械记忆、减少纤维化和炎症以及加速血管生成来对这种 UME 反应性支架进行无疤痕记忆修复。设计原理（例如，UME 引发的结构重构和抗肿胀）可以作为尿道修复的指导性和一般性方法。

图 1. 尿液引发的 3D 复合水凝胶贴片的合成过程以及 nHA 掺杂和 SiQDs 交联以提高机械强度（例如刚度）和 SiQDs 介导的光激发 ROS 生成的探索。

图 4. 使用这种尿液反应性复合水凝胶贴片通过结构重构引起 ADSC 分化和复制的体内无瘢痕记忆再生和尿道恢复活力。

图 7 . 使用这种尿液反应复合水凝胶贴片对与结构重构和抗肿胀相关的无疤痕记忆修复进行单轴探索和验证。

相关论文以题为 Urine Microenvironment-Initiated Composite Hydrogel Patch Reconfiguration Propels Scarless Memory Repair and Reinvigoration of Urethra 发表在 《A dvanced Materials 》 上。 通讯作者是同济大学附属第十人民医院 张坤研究员 、 上海交通大学附属第六人民医院 傅强主任医师 。

参考文献：

doi.org/10.1002/adma.202109522