創(chuàng)傷性出血在戰(zhàn)場(chǎng)和事故造成的傷害中非常常見。無法控制的出血是導(dǎo)致全球超過30%創(chuàng)傷性死亡的主要原因,其中超過一半的死亡發(fā)生在緊急醫(yī)療援助到達(dá)之前。此外,未經(jīng)控制的傷口感染也導(dǎo)致高死亡率。由于嚴(yán)重的細(xì)菌感染而難以愈合的慢性傷口已成為一個(gè)主要的臨床問題,而耐藥菌引起的傷口感染則加劇了這一問題。據(jù)估計(jì),到2050年,全球每年將有1000萬人死于抗生素耐藥性感染。盡管耐藥性是自然發(fā)生的現(xiàn)象,但廣譜抗生素的過度使用加速了這一進(jìn)程。因此,尋找替代性的新型抗菌藥物已迫在眉睫。
針對(duì)上述挑戰(zhàn),青島大學(xué)生物醫(yī)用材料與工程研究院于冰教授團(tuán)隊(duì)采用自制細(xì)菌膜色譜結(jié)合一珠一化合物法篩選出一種具有廣譜抗菌活性的抗菌肽(AMP)LI5(圖1)。該肽不僅表現(xiàn)出顯著的抗菌活性(圖2),還具有優(yōu)異的止血功能(圖3)。抗菌止血肽LI5 表現(xiàn)出良好的生物相容性與低細(xì)胞毒性。最后,作者進(jìn)一步利用 LI5 肽鏈上的氨基與透明質(zhì)酸(HA)發(fā)生希夫堿反應(yīng),成功制備了 AMP-HA 復(fù)合水凝膠(圖4)。系統(tǒng)研究了該復(fù)合水凝膠的形態(tài)、力學(xué)性能及其在小鼠全層皮膚創(chuàng)面細(xì)菌感染模型中的愈合效果(圖5)。研究結(jié)果表明,AMP-HA 復(fù)合水凝膠能顯著加速傷口愈合進(jìn)程,為其未來的治療應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該工作以“Preparation of Oligopeptide Hydrogel with Rapid Hemostatic and Broad-Spectrum Antibacterial Properties for Accelerating Wound Healing”為題發(fā)表在《Small》上。文章第一作者是青島大學(xué)博士研究生王玉梅。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。
圖1. AMP LI5 的結(jié)構(gòu)表征。
圖2. 小鼠體內(nèi)抗真菌感染能力測(cè)試。
圖3. AMP LI5 的止血能力測(cè)試。
圖4. LI5-gel水凝膠的表征。
圖5. 抗菌肽 LI5 和 LI5-gel促進(jìn)傷口愈合的研究。
綜上所述,采用一珠一化合物(OBOC)方法構(gòu)建多肽庫(kù),將大腸桿菌和金黃色葡萄球菌菌膜固定在介孔 SiO2 微球上,以快速篩選具有廣譜抗菌活性的短鏈AMP LI5。該肽鏈具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性,在耐藥性試驗(yàn)中顯示出良好的耐藥性。發(fā)現(xiàn) AMP LI5 在小鼠體內(nèi)真菌感染模型中具有良好的抗真菌作用。此外,止血評(píng)估表明,AMP LI5 在大鼠尾動(dòng)脈出血模型中表現(xiàn)出優(yōu)異的止血效果,在 9 ± 0.47 秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)止血,優(yōu)于市售紗布。此外,作者還設(shè)計(jì)了基于 HA 的復(fù)合水凝膠,其中 AMP 通過席夫堿鍵的形成作為交聯(lián)劑,表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗血和止血作用。在動(dòng)態(tài)席夫堿鍵的作用下,LI5-gel 具有可注射、可壓縮、自愈合和良好的生物相容性。此外,小鼠傷口細(xì)菌感染的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LI5-gel減少了細(xì)菌定植,縮短了出血時(shí)間,加速了傷口愈合。LI5-gel 具有顯著的止血和傷口愈合特性,當(dāng)與其良好的生物相容性相結(jié)合時(shí),使其有望成為院前和緊急創(chuàng)傷護(hù)理的有效傷口敷料。這在重大自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)野外作業(yè)期間尤為重要。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202503490
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