傳統(tǒng)的傷口閉合策略，如：手術(shù)縫合線和縫合釘，已被廣泛應(yīng)用于臨床中的傷口修復(fù)過程，而這些策略容易引發(fā)二次創(chuàng)傷、體液滲出和細(xì)菌感染。
生物粘結(jié)劑，如：纖維蛋白膠和氰基丙烯酸酯，可以與生物組織形成化學(xué)交聯(lián)和機(jī)械互鎖而粘附于生物組織表面，有效促進(jìn)傷口愈合。然而，目前大多數(shù)生物粘結(jié)劑制備復(fù)雜、粘附強(qiáng)度低、止血和抗菌效果較差。如發(fā)生細(xì)菌感染，會(huì)導(dǎo)致傷口愈合時(shí)間延長，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥。因此，在傷口愈合的過程中迫切需要開發(fā)具有即刻封閉傷口、高效止血和優(yōu)異抗菌性能的生物粘結(jié)劑。
近日，李建樹教授、羅珺副研究員團(tuán)隊(duì)通過綠色便捷的一步法，構(gòu)建了一種基于天然生物小分子（α-硫辛酸）的生物粘結(jié)劑（簡稱LTF），并將其應(yīng)用于促進(jìn)傷口閉合，尤其是促進(jìn)細(xì)菌感染性傷口的愈合（圖1）。該生物粘結(jié)劑不僅展示了對(duì)各種濕生物組織的有效粘附，而且還具有高效的止血和清除自由基的能力。更重要的是，該生物粘結(jié)劑擁有穩(wěn)定的光熱活性。體外抗菌試驗(yàn)表明，在808 nm的近紅外光照射下，該生物粘結(jié)劑能高效殺滅大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。此外，該生物粘結(jié)劑還具有優(yōu)異的可注射性，方便用于體內(nèi)/外不同形狀的傷口閉合。這項(xiàng)工作為提供了一種具有穩(wěn)定光熱活性的天然生物小分子基超分子生物粘結(jié)劑用于促進(jìn)傷口愈合，尤其是感染性傷口。
圖1 LTF超分子生物粘結(jié)劑的制備過程及其應(yīng)用于促進(jìn)傷口修復(fù)的示意圖。
由于catechol-Fe3+配位鍵的存在，賦予了LTF超分子生物粘結(jié)劑優(yōu)異的光熱抗菌性能，并能有效的促進(jìn)傷口愈合。
圖2 LTF的粘附性能。
(a) LTF超分子生物粘結(jié)劑在水下可直接從18G的針頭中注出，并能承受拉伸、扭曲、擠壓和水的沖刷。(b) 表面涂有LTF超分子生物粘結(jié)劑的PET薄膜可以密封塑料瓶上的孔洞，完全防止水的泄漏。(c) LTF超分子生物粘附劑可以在水下注射，并承受500克的重量。(d) LTF超分子生物粘合劑可以粘結(jié)不同的濕生物組織。(e, f) LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)各種濕生物組織的搭接剪切強(qiáng)度和爆裂壓力測(cè)試結(jié)果。(g) 利用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試LTF超分子生物粘結(jié)劑粘附力的示意圖和LTF超分子生物粘結(jié)劑在不同條件下的粘附力測(cè)試結(jié)果。
圖3 LTF超分子生物粘結(jié)劑的光熱抗菌性能。
（a）在不同功率強(qiáng)度的808 nm近紅外光照射下LTF超分子生物粘結(jié)劑的溫度變化。（b）在808 nm近紅外光照射（1.5 W cm-2）下LTF超分子生物粘結(jié)劑的熱圖像。比例尺=2 mm。（c）在808nm 近紅外光照射（1.5 W cm-2）下LTF超分子生物粘結(jié)劑的光熱循環(huán)測(cè)試結(jié)果。（d）LTF超分子生物粘結(jié)劑的光熱抗菌性能示意圖。（e）LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的光熱殺菌率。（f）經(jīng)808 nm近紅外光處理后的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌懸浮液與固體瓊脂板共培養(yǎng)24小時(shí)后的照片。
圖4 LTF超分子生物粘結(jié)劑的止血能力。
（a, b）LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)SD大鼠尾巴的止血性能示意圖和照片。（c, d）SD大鼠尾巴的失血量和止血時(shí)間。（e）LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)SD大鼠心臟、肝臟和腸道的止血和密封能力的測(cè)試圖片。
圖5 LTF超分子生物粘結(jié)劑促傷口閉合性能。
（a）LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)SD大鼠背部傷口閉合性能的測(cè)試示意圖。（b）SD大鼠在不同時(shí)期以及不同處理方法的傷口閉合情況照片。比例尺=1 cm。（c）第5天、第10天和第15天后SD大鼠背部傷口閉合部分的H&E染色圖像。比例尺=1 mm。
圖6 LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)細(xì)菌感染的SD大鼠全層皮膚傷口愈合性能測(cè)試。
（a）LTF超分子生物粘結(jié)劑對(duì)細(xì)菌感染的SD大鼠全層皮膚傷口愈合性能測(cè)試示意圖。（b）SD大鼠在不同時(shí)期和不同處理方法的傷口愈合照片。比例尺=1 cm。（c）第5天、第10天和第15天后SD大鼠背部傷口閉合面積的比率。（d, e）第5天、第10天和第15天后SD大鼠背部傷口切片的H&E和Masson染色圖像。比例尺=1 mm。
上述工作以題為Natural small biological molecule-based supramolecular bioadhesives with innate photothermal antibacterial capability for non-pressing hemostasis and effective wound healing發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。
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