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  東華大學(xué)洪楓教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型止血復(fù)合材料（OBC/COL/CS），是利用氧化細(xì)菌纖維素（OBC）的聚陰離子和殼聚糖（CS）的聚陽(yáng)離子特性進(jìn)行靜電吸附自組裝OBC/CS，反應(yīng)中巧妙地將膠原蛋白（COL）作為功能成分連接制備而成。引入膠原蛋白將提供促凝和促愈等功能特性，從而獲得新的功能復(fù)合材料。這項(xiàng)研究在體內(nèi)證實(shí)了復(fù)合物的優(yōu)異止血功效，大大優(yōu)于臨床止血產(chǎn)品——美國(guó)強(qiáng)生的速即紗（Surgicel），結(jié)果表明，OBC/COL/CS納米復(fù)合材料在體內(nèi)具有優(yōu)異止血功效、良好的強(qiáng)度、廣譜抗菌特性和出色的生物降解性。

圖1. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果示意圖

  用于體內(nèi)不可壓迫傷口的止血，要求產(chǎn)品具備諸多優(yōu)異的性能，譬如快速止血、可降解吸收、廣譜抗菌、良好的生物相容性以及安全性等。目前，國(guó)內(nèi)臨床上可用的體內(nèi)止血產(chǎn)品為數(shù)不多，且主要依賴于進(jìn)口。速即紗（Surgicel）是一款由美國(guó)強(qiáng)生公司生產(chǎn)的體內(nèi)可吸收止血產(chǎn)品，其主要成分為氧化再生纖維素，在心腦血管、胸肺部、胃切除、肝膽、婦外科、神經(jīng)外科以及口腔手術(shù)等臨床上得到廣泛應(yīng)用。然而，速即紗在使用過(guò)程當(dāng)中也存在諸多缺陷和不足，如止血效率偏低、局部環(huán)境酸性、抑菌性弱、生物相容性差、降解速率偏慢等。因此，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的體內(nèi)可吸收型止血產(chǎn)品仍是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外臨床的迫切需求。

  針對(duì)以上問(wèn)題，近日，東華大學(xué)洪楓教授課題組設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種基于氧化細(xì)菌納米纖維素的體內(nèi)可吸收抗菌復(fù)合止血海綿。該團(tuán)隊(duì)利用具有高比表面特性的多聚陰離子氧化細(xì)菌納米纖維素（OBC）和多聚陽(yáng)離子殼聚糖（CS）的靜電吸附自組裝反應(yīng)，巧妙地將膠原蛋白（COL）進(jìn)行綁定，制備得到了一種新穎的止血納米復(fù)合材料（OBC/COL/CS）。引入膠原蛋白提高并豐富了復(fù)合材料的止血效率和促愈功能，比現(xiàn)有植物源氧化再生纖維素止血產(chǎn)品——速即紗具有更好的止血效果。

圖2. 功能止血海綿的復(fù)合技術(shù)原理示意圖

  該復(fù)合材料的制備技術(shù)（如圖2）具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 簡(jiǎn)單便捷。由于OBC和CS之間靜電力的存在，將兩種分散液混合后，復(fù)合體系可以在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)自組裝迅速完成，并可利用自組裝過(guò)程將COL進(jìn)行綁定；2. 綠色環(huán)保。這種方法避免了有一定毒性的化學(xué)交聯(lián)劑的使用；3. 普遍適用性。這種靜電力誘導(dǎo)自組裝的方法同樣適用于其它生物大分子復(fù)合材料的制備，具有普適性。

圖3. OBC、OBC/CS和OBC/COL/CS三種止血海綿的制備技術(shù)路線示意圖

  以圖3的技術(shù)方案，研究人員同時(shí)制備了OBC、OBC/CS和OBC/COL/CS三種止血海綿，率先在動(dòng)物肝臟出血模型中評(píng)估了OBC、OBC/CS以及OBC/COL/CS的體內(nèi)止血效果（圖4），并且首次發(fā)現(xiàn)OBC比市售的植物源氧化再生纖維素（ORC）止血產(chǎn)品——速即紗具有更快的體內(nèi)降解速率（圖5）。研究結(jié)果表明，OBC/COL/CS 納米復(fù)合材料具有適宜手術(shù)操作的力學(xué)性能、廣譜抗菌性、促成纖維細(xì)胞增殖以及優(yōu)異的體內(nèi)降解吸收性。此外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)OBC/COL/CS比目前的速即紗具有更好的止血效果，具體表現(xiàn)為更好的促凝血特性和凝血能力、更高的紅細(xì)胞和血小板粘附性（圖6）以及更低的失血量（圖4B），大大縮短了止血時(shí)間（圖4C）。所有結(jié)果表明，OBC/COL/CS是一種快速、高效、安全的促凝血材料，具有良好的廣譜抗菌性能和細(xì)胞相容性，在控制內(nèi)出血應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖4. 大鼠肝臟出血模型中各種材料的止血能力評(píng)價(jià)

（A）止血效果圖；（B）失血量；（C）止血時(shí)間

圖5. 各種材料的體內(nèi)/體外降解性

（A）PBS中的降解性；（B）PBS中20天后的樣品；（C）植入7天和30天后的組織切片

圖6. 各種材料的體外凝血效果評(píng)估

（A）凝血實(shí)驗(yàn)示意圖；（B）全血凝固測(cè)試；（C）紅細(xì)胞和血小板吸附后的電鏡照片

  該成果以A Biodegradable Antibacterial Nanocomposite Based on Oxidized Bacterial Nanocellulose for Rapid Hemostasis and Wound Healing為題發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 3, 3382-3392（DOI: 10.1021/acsami.9b17732）上。論文第一作者為東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院博士生袁海彬，通訊作者為洪楓教授。該研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事細(xì)菌纖維素的低成本高效制備及其高附加值醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究（https://www.researchgate.net/profile/Feng_Hong2），包括在細(xì)菌纖維素基小口徑人工血管、止血海綿、載藥纖維素緩釋凝膠、功能敷料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開(kāi)展了大量工作。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b17732