蘇州大學李剛教授/王曉沁教授/余嘉副教授團隊ACS AMI: 天然長效抗菌/抗炎蠶絲醫(yī)用縫合線
2022-03-08 來源：高分子科技
醫(yī)用縫合線是最早實現(xiàn)商業(yè)化的外科移植類生物醫(yī)用紡織品之一，廣泛應用于各類外科手術中，如縫合傷口、聯(lián)結(jié)組織和結(jié)扎血管等。其中，蠶絲縫合線作為應用最為廣泛的醫(yī)用縫合線之一，被認為是縫合線操作特性的“金標準”。蠶絲是一種天然蛋白質(zhì)纖維，降解產(chǎn)物為人體所需的氨基酸，具有優(yōu)良的生物相容性。然而，蠶絲縫合線多為復絲編織，容易藏匿細菌，導致傷口縫合處受病原體感染并引發(fā)炎癥。因此，迫切需要開發(fā)一種具有良好的抗菌抗炎性能、低免疫性和耐藥性的多功能縫合線。
隨著抗菌藥物的長期使用，越來越多的耐藥菌株出現(xiàn)，如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、表皮葡萄球菌（SE）和抗萬古霉素腸球菌（VRE）等。因此，為了避免濫用抗生素和合成藥物，國際上有了越來越嚴格的管理和限制措施。黃連素（Berberine）是從多種藥用植物中提取的一種異喹啉類的生物堿，如黃連和黃柏等，它在眾多藥用植物種屬中占有很重要的地位。黃連素可以有效抑制細菌和真菌形成生物膜，通過破壞DNA影響酶合成和細胞代謝。青蒿素（Artemisinin）是從植物黃花蒿中提取的抗瘧疾的活性成份。近些年研究發(fā)現(xiàn)青蒿素可以有效控制細菌敗血癥和具有抗炎功能。青蒿素的抗炎功能主要通過調(diào)節(jié)細胞增殖和細胞因子釋放來實現(xiàn)。絲素蛋白（Silk fibroin）具有優(yōu)異的生物相容性和可調(diào)節(jié)的力學性能。絲素蛋白在體內(nèi)會降解為無毒產(chǎn)物，并且降解時間可調(diào)控以達到藥物緩釋的功能，因為其對于藥物良好的封裝穩(wěn)定性被用作各類藥物的緩釋載體，如酶、基因、小分子和疫苗等。鑒于此，采用絲素蛋白搭載藥物青蒿素和黃連素，通過調(diào)節(jié)藥物釋放可以賦予縫合線優(yōu)良的抗菌和抗炎功能進而加速促進傷口愈合。
圖1. 載藥蠶絲縫合線的制造工藝流程圖及抗菌抗炎性能的生物學評價方法
圖 2. 按照國際標準ISO 20645評估縫合線對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌效果及其作用機理分析
圖3. 按照ISO 10993-4 標準要求評價縫合線抑制血小板粘附體外細胞毒性和溶血實驗結(jié)果
圖 4. 構(gòu)建Sprague-Dawley（SD）大鼠模型進行體內(nèi)評估蠶絲縫合線的抗炎作用和促進傷口愈合效果
上述研究結(jié)果表明，該團隊開發(fā)的蠶絲縫合線具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學性能優(yōu)良、生物相容性好以及長效的抗菌抗炎功能，具有外科應用的潛在價值。該工作是團隊近期關于醫(yī)用蠶絲縫合線相關研究的最新進展之一，該項研究目前已經(jīng)獲得中國發(fā)明專利和日本發(fā)明專利授權。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c00106
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（責任編輯：xu）
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