傷口愈合包括止血、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞遷移、增殖和組織重塑四個(gè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,不可控的出血和感染可能會(huì)延遲愈合過(guò)程,甚至導(dǎo)致許多創(chuàng)傷相關(guān)的死亡。多糖基海綿因其良好的生物相容性,生物降解性以及優(yōu)異的吸液能力可以作為敷料用于傷口的出血控制及護(hù)理。并且通過(guò)負(fù)載銀離子及抗生素來(lái)提高自身的抗感染能力。然而,釋放的銀和抗生素有相當(dāng)大的副作用。其中銀對(duì)皮膚細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞都有毒性,而傳統(tǒng)抗生素會(huì)導(dǎo)致抗生素耐藥菌的出現(xiàn)。
近年來(lái),抗菌肽(AMPs)的發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)新型的抗菌敷料提供了新的思路。AMPs不僅具有廣譜抗菌活性,而且不會(huì)引起細(xì)菌耐藥性,長(zhǎng)期使用是相對(duì)安全的。基于此,天津大學(xué)化工學(xué)院馮亞凱教授研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院大學(xué)溫州研究院石長(zhǎng)燦研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合制備了一種抗菌多肽偶聯(lián)的多糖基海綿(KR-Sp,antimicrobial peptide KR12 immobilized sponge),用于傷口的出血控制及感染預(yù)防。首先,將降冰片烯通過(guò)酯化反應(yīng)接枝到淀粉的單元環(huán)上,為后續(xù)的交聯(lián)反應(yīng)及偶聯(lián)多肽提供活性位點(diǎn);然后,以HS-PEG-SH為交聯(lián)劑,通過(guò)化學(xué)交聯(lián)及冷凍干燥得到了淀粉基海綿;最后,將抗菌肽Cys-KR12通過(guò)光點(diǎn)擊化學(xué)偶聯(lián)到了海綿上。該偶聯(lián)方法不僅提高多肽在生理環(huán)境中的穩(wěn)定性,并且降低其細(xì)胞毒性。
圖1 KR-Sp的制備流程圖
SD大鼠體內(nèi)止血測(cè)試表明,KR-Sp可以縮短凝血時(shí)間,減少出血部位的出血量,具有優(yōu)異的止血性能。分析其止血機(jī)理,一方面是海綿自身可以封堵出血位點(diǎn),減少血液流出;另一方是海綿接觸血液后可以吸附并富集血小板和紅細(xì)胞等,從而加速凝血過(guò)程。
圖2 KR-Sp在SD大鼠股動(dòng)脈出血模型中的止血時(shí)間和出血量結(jié)果
另外,抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,抗菌肽的偶聯(lián),使得該海綿對(duì)金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大腸桿菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌均有較強(qiáng)的殺菌作用,并且該抗菌活性可維持至少5天。不僅如此,KR-Sp還可以有效的抑制生物膜的形成。
圖3 KR-Sp的體外抗菌結(jié)果
題為“Fabricating antimicrobial peptide-immobilized starch sponges for hemorrhage control and antibacterial treatment” 的相關(guān)論文已發(fā)表在Carbohydrate Polymers上,天津大學(xué)的楊嘯博士為第一作者,目前在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)溫州研究院聯(lián)合培養(yǎng),通訊作者為馮亞凱教授,石長(zhǎng)燦研究員和任相魁副教授。該項(xiàng)工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目、天津市自然科學(xué)基金、溫州市科技重大專項(xiàng)、國(guó)家博士后科研基金一般資助項(xiàng)目和溫州醫(yī)科大學(xué)眼科、視光學(xué)與視覺(jué)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的支持。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861719306794
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