醫(yī)用縫合線是最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的外科移植類(lèi)生物醫(yī)用紡織品之一，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)外科手術(shù)中，如縫合傷口、聯(lián)結(jié)組織和結(jié)扎血管等。其中，蠶絲縫合線作為應(yīng)用最為廣泛的醫(yī)用縫合線之一，被認(rèn)為是縫合線操作特性的“金標(biāo)準(zhǔn)”。蠶絲是一種天然蛋白質(zhì)纖維，降解產(chǎn)物為人體所需的氨基酸，具有優(yōu)良的生物相容性。然而，蠶絲縫合線多為復(fù)絲編織，容易藏匿細(xì)菌，導(dǎo)致傷口縫合處受病原體感染并引發(fā)炎癥。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)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。
隨著抗菌藥物的長(zhǎng)期使用，越來(lái)越多的耐藥菌株出現(xiàn)，如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）、表皮葡萄球菌（SE）和抗萬(wàn)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(guó)際上有了越來(lái)越嚴(yán)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(lèi)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(xì)菌和真菌形成生物膜，通過(guò)破壞DNA影響酶合成和細(xì)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(fā)現(xiàn)青蒿素可以有效控制細(xì)菌敗血癥和具有抗炎功能。青蒿素的抗炎功能主要通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)。絲素蛋白（Silk fibroin）具有優(yōu)異的生物相容性和可調(diào)節(jié)的力學(xué)性能。絲素蛋白在體內(nèi)會(huì)降解為無(wú)毒產(chǎn)物，并且降解時(shí)間可調(diào)控以達(dá)到藥物緩釋的功能，因?yàn)槠鋵?duì)于藥物良好的封裝穩(wěn)定性被用作各類(lèi)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(guò)調(diào)節(jié)藥物釋放可以賦予縫合線優(yōu)良的抗菌和抗炎功能進(jìn)而加速促進(jìn)傷口愈合。
圖1. 載藥蠶絲縫合線的制造工藝流程圖及抗菌抗炎性能的生物學(xué)評(píng)價(jià)方法
圖 2. 按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 20645評(píng)估縫合線對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌效果及其作用機(jī)理分析
圖3. 按照ISO 10993-4 標(biāo)準(zhǔn)要求評(píng)價(jià)縫合線抑制血小板粘附體外細(xì)胞毒性和溶血實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖 4. 構(gòu)建Sprague-Dawley（SD）大鼠模型進(jìn)行體內(nèi)評(píng)估蠶絲縫合線的抗炎作用和促進(jìn)傷口愈合效果
上述研究結(jié)果表明，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的蠶絲縫合線具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)良、生物相容性好以及長(zhǎng)效的抗菌抗炎功能，具有外科應(yīng)用的潛在價(jià)值。該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于醫(yī)用蠶絲縫合線相關(guān)研究的最新進(jìn)展之一，該項(xiàng)研究目前已經(jīng)獲得中國(guó)發(fā)明專利和日本發(fā)明專利授權(quán)。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c00106
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