




糖尿病傷口愈合難?蠶絲敷料“雙劍合璧”破局!
全球糖尿病患者預(yù)計(jì)2045年將達(dá)7.83億,其中糖尿病足潰瘍因感染率高、愈合緩慢,常導(dǎo)致截肢等嚴(yán)重后果。傳統(tǒng)敷料難以應(yīng)對(duì)其復(fù)雜微環(huán)境——細(xì)菌肆虐與活性氧(ROS)暴增雙重夾擊。福州大學(xué)團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,利用天然蠶絲無(wú)紡布(SF)開(kāi)發(fā)出新型敷料SF-Ag-HCA,集抗菌、抗氧化、促愈合于一身,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示其療效碾壓市售產(chǎn)品!
創(chuàng)新亮點(diǎn):蠶絲“黑科技”如何煉成?
1.銀離子“精準(zhǔn)打擊”細(xì)菌:中性條件下,銀離子(Ag?)與蠶絲纖維極性基團(tuán)(羥基、羧基)配位結(jié)合,抗菌活性提升3倍!
2.二氫咖啡酸(HCA)“強(qiáng)力清氧”:嫁接HCA的蠶絲敷料可100%清除·OH自由基,逆轉(zhuǎn)氧化應(yīng)激。
3.雙功能協(xié)同:抗菌不依賴ROS,避免“殺敵一千自損八百”,真正實(shí)現(xiàn)“邊殺菌邊修復(fù)”!
技術(shù)解析:蠶絲敷料的“三重魔法”
1.制備工藝:銀離子配位+HCA嫁接
示意圖1展示SF-Ag-HCA的制備流程:蠶絲無(wú)紡布浸漬AgNO?溶液,銀離子與纖維配位形成SF-Ag;隨后通過(guò)BOP偶聯(lián)劑將HCA嫁接,賦予ROS清除能力。圖1a-c的SEM和元素映射顯示,銀離子均勻分布在蠶絲纖維表面(紅色區(qū)域),無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。XPS分析(圖1d-e)證實(shí)Ag?與蠶絲化學(xué)鍵合,而非物理吸附。
示意圖1:SF-Ag-HCA制備流程及作用機(jī)制(抗菌+抗氧化雙功能協(xié)同)
圖1 SF-Ag-HCA的形貌與成分表征(SEM、XPS、FTIR)
2.抗菌性能:細(xì)菌“團(tuán)滅”實(shí)錄
圖2a-d顯示,SF-Ag-HCA對(duì)金黃色葡萄球菌(S.aureus)、大腸桿菌(E.coli)和銅綠假單胞菌(P.aeruginosa)的抑菌率均超99%!SEM和TEM(圖2e-f)更直觀:細(xì)菌膜結(jié)構(gòu)崩解,內(nèi)容物泄漏,死得透透的。
圖2 體外抗菌與ROS清除性能(抑菌率、SEM/TEM細(xì)菌形貌、EPR光譜)
3.抗氧化能力:ROS“吸塵器”
圖2g-h的電子順磁共振(EPR)表明,SF-Ag-HCA可完全清除·OH自由基。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)(圖3a-c)進(jìn)一步驗(yàn)證:高糖環(huán)境下,SF-Ag-HCA組細(xì)胞內(nèi)ROS熒光強(qiáng)度降低80%,堪稱“細(xì)胞級(jí)清氧大師”!
圖3 細(xì)胞內(nèi)ROS清除與巨噬細(xì)胞極化調(diào)控(熒光染色、流式細(xì)胞術(shù))
4.調(diào)控免疫:巨噬細(xì)胞“從暴躁到溫柔”
圖3d-g顯示,SF-Ag-HCA促進(jìn)促炎M1型巨噬細(xì)胞向修復(fù)型M2轉(zhuǎn)化,炎癥因子IL-1β、IL-6表達(dá)顯著降低(圖5c-h)。Westernblot(圖5d)證實(shí)其抑制炎癥信號(hào)通路,為傷口愈合按下“加速鍵”。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn):糖尿病傷口愈合“開(kāi)掛”
1.感染模型:14天傷口閉合率90%
圖4a-e顯示,SF-Ag-HCA處理的小鼠感染傷口在第12天幾乎完全愈合,顯著優(yōu)于對(duì)照組和市售水凝膠(Hydrosorb)。細(xì)菌載量檢測(cè)(圖4f-g)證實(shí)其快速殺菌能力。
圖4 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(感染模型、糖尿病模型愈合效果、組織病理分析)
2.糖尿病模型:膠原沉積翻倍
圖5a-b的H&E和Masson染色顯示,SF-Ag-HCA組表皮層完整,膠原排列致密有序,沉積量比對(duì)照組高2倍!圖6a-c的愈合曲線更直觀:SF-Ag-HCA組傷口面積縮小速度是市售敷料的1.5倍。
圖5 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(感染模型、糖尿病模型愈合效果、組織病理分析)
圖6 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(感染模型、糖尿病模型愈合效果、組織病理分析)
應(yīng)用前景:從實(shí)驗(yàn)室到病床的“蠶絲革命”
1.醫(yī)療領(lǐng)域:糖尿病足潰瘍、燒傷、壓瘡等慢性傷口的一線敷料。
2.消費(fèi)市場(chǎng):高端創(chuàng)傷護(hù)理產(chǎn)品,替代傳統(tǒng)紗布和銀敷料。
3.環(huán)保優(yōu)勢(shì):蠶絲可降解,減少醫(yī)療廢棄物污染。
一句話總結(jié):抗菌不傷細(xì)胞,清氧不殺敵我——蠶絲敷料重新定義“智能愈合”!
結(jié)語(yǔ):給傷口穿上“蠶絲戰(zhàn)甲”,未來(lái)醫(yī)療更“絲滑”!
這項(xiàng)研究不僅攻克了糖尿病傷口愈合難題,更展現(xiàn)了天然生物材料的無(wú)限潛力。正如曾華強(qiáng)教授所言:“蠶絲是自然賜予的‘智能材料’,我們只是發(fā)現(xiàn)了它的隱藏技能?!?span style="font-size: 14pt;">
原文鏈接:
https://doi.org/10.1002/adhm.202405151
通訊作者介紹
曾華強(qiáng)教授:福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授,長(zhǎng)期從事生物醫(yī)用材料研究,尤其在蠶絲基功能材料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得多項(xiàng)突破性成果。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目多項(xiàng),在《AdvancedHealthcareMaterials》等頂級(jí)期刊發(fā)表論文數(shù)十篇。聯(lián)系郵箱:hzeng@fzu.edu.cn。
