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    可根據傷口愈合階段控制抗菌性能的縫合線
    中國紡織網
    2022/9/14
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      手術部位感染的發生率高達12.5%,其會導致傷口恢復遲緩、手術失敗,甚至危及生命。而手術植入材料已被確定為手術部位感染的主要原因之一。因此,開發抗菌手術縫合線迫在眉睫。但是縫合過程所需的高溫、抗菌劑不能很好地附著在縫合線表面等問題限制了其發展。

      基于此,武漢大學研究團隊開發了一種簡單的方法,利用單寧酸(TA)使縫合線進行階段性抗菌控制。首先是自聚合聚單寧酸(PTA)和TA在水溶液中的可逆轉化,較高的pH值更容易引發TA的電子損失,從而促進TA在堿性條件下形成醌結構和氧化交聯。在低pH條件下,大部分羥基被質子化,導致PTA交聯失穩。

      PTA對材料表面具有強附著力,而TA能夠輕易附著在PTA上通過氫鍵和π-π結合形成聚合物-單體復合物,從而形成了一種由PTA和TA組成的復合涂層MPTA。這種涂層制備過程溫和,不使用任何有機溶劑,同時保留了基質材料的原始性質,不僅可用于縫合線,而且可用于其他植入器械。

      在最初階段,MPTA植入體內,切口部位更容易感染。由于無菌性或細菌性炎癥,局部組織的血管收縮會限制營養和氧氣的血液供應,從而導致糖酵解,進而使得周圍的pH值降低。后期隨著切口愈合和局部血管擴張,傷口部位開始由有氧代謝取代糖酵解,pH逐漸由酸性升高到正常值。在第二階段,PTA的降解率完全取決于切口部位的pH值,即這一階段的TA釋放是根據切口愈合程度量身定制的,從而實現生物可調的持續抗菌預防。因此,單獨使用MPTA涂層可以分別滿足主要創面愈合階段兩個復雜而不同的抗菌需求。

      通過抑菌實驗,研究者發現MPTA涂層對E.coli mBL21有顯著的抗菌活性。從SEM圖像可以看出,孵育12 h后,E.coli mBL21細菌散布在對照組表面,而經過MPTA處理的膜上幾乎找不到形態完整的細菌。同樣的,對照組中有大量具有活性的細菌(綠色熒光),而MPTA組找不到綠色熒光,進一步證明了MPTA在體外具備較好的抗菌性能。

      研究者研究了MPTA涂層縫合線在體內的應用效果。從傷口消腫和切口閉合的角度進行評價發現,具有MPTA涂層的縫合線組預后效果最好,并且可以在很大程度上下調廣泛的促炎介質,最終抑制炎癥免疫反應。通過采用蘇木精-伊紅染色觀察創面邊緣真皮組織重建情況,結果表明,使用涂覆有MPTA的縫合線的小鼠的傷口愈合情況最好,表皮完整性和連續性最高。以上結果說明,MPTA涂層不僅能抑制炎癥,還能刺激血管再生,促進創面膠原蛋白沉積。

      最后,進一步評估了MPTA縫合線對急性細菌感染的體內傷口的抗菌效果。未治療組感染部位開始擴散,血液循環不良、缺血、化膿,組織損傷明顯。而MPTA涂層縫合線可有效減少損傷部位組織壞死,高效促進組織再生,加快傷口面積的縮小。

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