Hydrogel systems based on cross-linked polymeric materials which could provide both adhesion and cohesion in wet environment have been considered as a promising formulation of tissue adhesives. Inspired by marine mussel adhesion, many researchers have tried to exploit the 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) molecule as a cross-linking mediator of synthetic polymer-based hydrogels which is known to be able to achieve cohesive hardening as well as adhesive bonding with diverse surfaces. Beside DOPA residue, composition of other amino acid residues and structure of mussel adhesive proteins (MAPs) have also been considered important elements for mussel adhesion. Herein, we represent a novel protein-based hydrogel system using DOPA-containing recombinant MAP. Gelation can be achieved using both oxdiation-induced DOPA quinone-mediated covalent and Fe(3+)-mediated coordinative noncovalent cross-linking. Fe(3+)-mediated hydrogels show deformable and self-healing viscoelastic behavior in rheological analysis, which is also well-reflected in bulk adhesion strength measurement. Quinone-mediated hydrogel has higher cohesive strength and can provide sufficient gelation time for easier handling. Collectively, our newly developed MAP hydrogel can potentially be used as tissue adhesive and sealant for future applications.

Shortage of face masks is a current critical concern since the emergence of coronavirus-2 or SARS-CoV-2 (COVID-19). In this work, we compared the melt-blown (MB) filter, which is commonly used for the N95 face mask, with nanofiber (NF) filter, which is gradually used as an effective mask filter, to evaluate their reusability. Extensive characterizations were performed repeatedly to evaluate some performance parameters, which include filtration efficiency, airflow rate, and surface and morphological properties, after two types of cleaning treatments. In the first cleaning type, samples were dipped in 75% ethanol for a predetermined duration. In the second cleaning type, 75% ethanol was sprayed on samples. It was found that filtration efficiency of MB filter was significantly dropped after treatment with ethanol, while the NF filter exhibited consistent high filtration efficiency regardless of cleaning types. In addition, the NF filter showed better cytocompatibility than the MB filter, demonstrating its harmlessness on the human body. Regardless of ethanol treatments, surfaces of both filter types maintained hydrophobicity, which can sufficiently prevent wetting by moisture and saliva splash to prohibit not only pathogen transmission but also bacterial growth inside. On the basis of these comparative evaluations, the wider use of the NF filter for face mask applications is highly recommended, and it can be reused multiple times with robust filtration efficiency. It would be greatly helpful to solve the current shortage issue of face masks and significantly improve safety for front line fighters against coronavirus disease.

Microneedle patches have been developed as favorable platforms for delivery systems, such as the locoregional application of therapeutic drugs, and implantation systems, such as electronic devices on visceral tissue surfaces. However, the challenge lies in finding materials that can achieve both biocompatibility and stable fixation on the target tissue. To address this issue, utilizing a biocompatible adhesive biomaterial allows the flat part of the patch to adhere as well, enabling double-sided adhesion for greater versatility. In this work, we propose an adhesive microneedle patch based on mussel adhesive protein (MAP) with enhanced mechanical strength via ultraviolet-induced polyacrylate crosslinking and Coomassie brilliant blue molecules. The strong wet tissue adhesive and biocompatible nature of engineered acrylated-MAP resulted in the development of a versatile wet adhesive microneedle patch system for in vivo usage. In a mouse tumor model, this microneedle patch effectively delivered anticancer drugs while simultaneously sealing the skin wound. Additionally, in an application of rat subcutaneous implantation, an electronic circuit was stably anchored using a double-sided wet adhesive microneedle patch, and its signal location underneath the skin did not change over time. Thus, the proposed acrylated-MAP-based wet adhesive microneedle patch system holds great promise for biomedical applications, paving the way for advancements in drug delivery therapeutics, tissue engineering, and implantable electronic medical devices.