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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/抗炎蠶絲醫用縫合線

2022-03-08 來源：高分子科技

醫用縫合線是最早實現商業化的外科移植類生物醫用紡織品之一，廣泛應用于各類外科手術中，如縫合傷口、聯結組織和結扎血管等。其中，蠶絲縫合線作為應用最為廣泛的醫用縫合線之一，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纖維，降解產物為人體所需的氨基酸，具有優良的生物相容性。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炎癥。因此，迫切需要開發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。

2022年2月22日，蘇州大學現代絲綢國家工程實驗室李剛教授、王曉沁教授和骨科研究所余嘉副教授團隊合作，選用傳統中藥黃連素與青蒿素作為目標藥物，采用絲素蛋白作為載體材料，設計開發了一種具有天然長效抗菌及抗炎功能的載藥蠶絲縫合線。該縫合線能夠維持負載藥物長達42天的穩定緩釋，具有持續抗菌抗炎作用。如圖1所示，該縫合線的制備過程簡單高效、綠色環保和穩定持久，能夠實現規模化開發多功能縫合線的轉化潛能。該項工作以“Sustainable Antibacterial and Anti-Inflammatory Silk Suture with Surface Modification of Combined-Therapy Drugs for Surgical Site Infection”為題發表在國際期刊ACS Applied Materials & Interfaces上（DOI: 10.1021/acsami.2c00106）。蘇州大學碩士研究生王旭晨、劉培鑫、吳沁婷為共同第一作者，蘇州大學余嘉副教授、王曉沁教授和李剛教授為共同通訊作者。該工作得到了國家重點研發計劃、江蘇省“六大人才高峰”項目、中國紡織工業聯合會“紡織之光”項目以及江蘇高校中外合作辦學平臺項目支持。

隨著抗菌藥物的長期使用，越來越多的耐藥菌株出現，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。近些年研究發現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節細胞增殖和細胞因子釋放來實現。絲素蛋白（Silk fibroin）具有優異的生物相容性和可調節的力學性能。絲素蛋白在體內會降解為無毒產物，并且降解時間可調控以達到藥物緩釋的功能，因為其對于藥物良好的封裝穩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，通過調節藥物釋放可以賦予縫合線優良的抗菌和抗炎功能進而加速促進傷口愈合。