蘇州納米所戴建武、陳艷艷再生醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)AFM:新型膠原基仿生組織粘合劑用于快速止血和加速傷口愈合
生物粘合劑已被應(yīng)用于臨床，是最具前景的替代醫(yī)用縫合線和訂書針的候選者之一。然而，現(xiàn)有臨床組織粘合劑亟待解決的問題包括對潮濕組織表面的附著力不足，機(jī)械強(qiáng)度不適當(dāng)，止血效果差，細(xì)胞毒性等。開發(fā)可以臨床使用的實(shí)現(xiàn)受傷組織快速止血、無縫密封縫合和加速愈合的一體化生物粘合劑仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。
為解決上述問題，中國科學(xué)院蘇州納米所戴建武、陳艷艷再生醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)近期受貽貝、常春藤和牡蠣分泌的粘合劑啟發(fā)，根據(jù)三種動植物仿生現(xiàn)象，模擬了濕面粘附的三個關(guān)鍵過程即排水、分子鏈滲透和錨定交聯(lián)，首次設(shè)計(jì)合成了具有快速去除界面水、多種動態(tài)可逆滲透交聯(lián)和生物礦化固化增強(qiáng)能量耗散特點(diǎn)的膠原基組織粘合劑（圖1），解決了臨床縫合和商業(yè)可獲得粘合劑的關(guān)鍵障礙。
圖1.CoSt組織粘合劑的合成（a）和粘附機(jī)理(b)示意圖
這種基于膠原蛋白和淀粉合成的強(qiáng)濕面組織粘合劑（CoSt）僅由膠原、淀粉和鹽組成，未引入任何有毒成分。CoSt具有可重復(fù)性強(qiáng)濕組織粘附性(62 ± 4.8 KPa)、高密封性能(153.2 ± 35.1 mm Hg)、自愈快、可注射性、形狀適應(yīng)性好的特性。
圖2.CoSt組織粘合劑的粘合性能展示、表征和比較
這種新型的CoSt水凝膠組織粘合劑可應(yīng)用于斷尾、皮膚切口、嚴(yán)重肝臟、腹主動脈及神經(jīng)橫斷損傷大鼠模型的不同止血需求，因其具有堅(jiān)韌的傷口密封性能、出色的紅細(xì)胞阻滯能力和激活止血屏障膜的協(xié)同功效，止血效果優(yōu)于纖維蛋白膠。
圖3.CoSt組織粘合劑用于鼠尾，肝缺損止血實(shí)驗(yàn)及其止血機(jī)理
圖4.CoSt組織粘合劑用于大鼠腹主動脈緊急止血和神經(jīng)不可壓縮性止血實(shí)驗(yàn)及止血機(jī)理
此外，對大鼠皮膚切口/缺損損傷模型的體內(nèi)修復(fù)研究證實(shí)，CoSt水凝膠組織粘合劑可加速傷口愈合和功能恢復(fù)。該水凝膠濕粘性強(qiáng)、止血速度快、生物相容性好、對不規(guī)則靶位點(diǎn)的匹配性好、促進(jìn)創(chuàng)面愈合效果好，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的生物粘合劑。
圖5.CoSt組織粘合劑可用于組織密封，止血和促進(jìn)傷口愈合的一體化應(yīng)用示意圖
相關(guān)工作以Biomimetic Natural Biopolymer-Based Wet-Tissue Adhesive for Tough Adhesion, Seamless Sealed, Emergency /Nonpressing Hemostasis, and Promoted Wound Healing為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。文章第一作者是中國科學(xué)院蘇州納米所博士生楊文，通訊作者是中科院蘇州納米所陳艷艷和戴建武研究員。該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院先導(dǎo)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
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