响应机制

ROS敏感的酮缩硫醇（TK）键

分子机制：TK键为含硫羰基（C=S）的动态共价键，在tumor微环境高浓度ROS（如H₂O₂、·OH）攻击下，硫原子发生亲核氧化，C-S键断裂形成亚砜或砜类产物，导致脂质体膜结构局部破坏。

触发阈值：当ROS浓度≥100 μM（tumor细胞内ROS水平为正常细胞的10-100倍）时，TK键断裂速率提升3-5个数量级，脂质体完整性在2小时内降低60%以上。

pH敏感的1,2-二肉豆蔻酰-sn-甘油-3-磷酸（DMPA）结构

质子化诱导相变：DMPA的磷酸基团在pH≤6.5（tumor细胞外基质pH 6.5-7.0，内涵体/溶酶体pH 4.5-6.0）时发生质子化，负电荷密度降低，削弱膜间静电排斥力，促使脂质体从液晶态向胶束态转变。

协同解体效应：酸性环境使DMPA头基间距缩短40%，配合TK键断裂产生的膜缺陷，脂质体解体速率较单一ROS响应提升2.3倍。

构建方法

基于硼酸酯键和席夫碱键的交联：

通过将含邻苯二酚结构的化合物（如鞣花酸、单宁酸等）与带醛基的苯硼酸共溶于PBS中，搅拌反应后形成溶液A。

向溶液A中加入活性蛋白（如重组人源化胶原蛋白、血小板类生长因子等），形成溶液B。

将含邻位羟基的聚合物（如甲基纤维素、透明质酸等）与带氰基的苯硼酸共溶于PBS中，搅拌反应后形成溶液C。

将溶液B和溶液C按一定体积比混合，静置后形成具有pH/ROS双重响应性的水凝胶。

多功能水凝胶的构建：

采用多巴胺修饰的纤维素纳米纤维（DA-TCNF）、壳聚糖、硼酸酯化的氧化葡聚糖（POD）和聚乙烯醇（PVA）等材料，通过动态席夫碱键和硼酸酯键交联，形成具有注射性和3D打印性的多功能水凝胶。

该水凝胶能够在酸性（pH 5.5）和ROS（1 mM H₂O₂）条件下快速膨胀并释放药物。

功能特点

双重响应性：

在酸性环境（如微环境的pH 5.5-6.5）和高ROS水平（如1 mM H₂O₂）下，水凝胶的硼酸酯键和席夫碱键会发生快速解体，从而加速药物释放。

在中性生理条件下（pH 7.4），水凝胶保持稳定，药物释放受到抑制。

多功能性：

水凝胶整合了抗氧化、组织修复等多种功能。例如，壳聚糖和维生素C等成分赋予其抗菌和抗氧化能力。

具有良好的自愈能力和组织再生特性，能够加速伤口愈合。

相关ROS/pH双重响应水凝胶实例

透明质酸基双响应水凝胶

材料构成：苯硼酸和醛基修饰的透明质酸与二醇和酰肼修饰的透明质酸混合反应生成。

响应机制：

pH响应：酰肼基团在酸性条件下质子化，改变水凝胶网络结构。

ROS响应：苯硼酸酯键在H₂O₂作用下断裂，导致水凝胶降解。

功能特性：

可注射性：中性条件下形成凝胶，适用于微创Treatment 。

力学调控：通过调整单体比例，可改变成胶时间和力学性能。

应用方向：包裹活性因子、细胞和药物，用于组织工程和慢性伤口修复。