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中科院戴建武團(tuán)隊(duì) AFM：膠原基仿生組織粘合劑用于快速止血和加速傷口愈合
2022-12-31  來(lái)源：高分子科技

  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(wèn)題包括對(duì)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)可以臨床使用的一體化實(shí)現(xiàn)受傷組織快速止血、無(wú)縫密封縫合和加速愈合的生物粘合劑仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。


  為解決上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米所戴建武，陳艷艷團(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(dòng)植物仿生現(xiàn)象，模擬了濕面粘附的三個(gè)關(guān)鍵過(guò)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(dòng)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。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？蓱(yīng)用于斷尾、皮膚切口、嚴(yán)重肝臟、腹主動(dòng)脈及神經(jīng)橫斷損傷大鼠模型的不同止血需求，CoSt水凝膠粘合劑止血效果優(yōu)于纖維蛋白膠，原因是具有堅(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。此外，對(duì)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(duì)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。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”發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。文章第一作者是中國(guó)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戴建武和陳艷艷研究員。該工作得到國(guó)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。 


圖1.CoSt組織粘合劑的合成（a）和粘附機(jī)理(b)示意圖


  該工作是戴建武團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于新型膠原基粘合材料的相關(guān)研究最新進(jìn)展之一。膠原蛋白是人體含量最多的生物高分子之一，具有良好生物活性、生物相容性和降解性是組織工程支架的最優(yōu)原料之一。戴建武團(tuán)隊(duì)近20年致力于開發(fā)多種膠原基生物材料用于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和臨床轉(zhuǎn)化。先后開發(fā)了膠原纖維、膠原膜、膠原海綿，膠原骨，膠原基可注射水凝膠等材料，并應(yīng)用于脊髓（ACS Nano. 2021 Nov. 29，Adv Funct Mater, 2110628，Adv Healthc Mater. 2021 1:e2001896，Adv Funct Mater. 2016.26(32):5835-5847）、子宮（Biomaterials. 2020.119825，Biomaterials.2011.32.8172-8181）、卵巢(Sci China life Sci 2018.61,1554-1565, Human Reproduction, 2016.31, 1075-1086)、心。Adv. Mater. 2019, 31.40）、肺（Biomaterials.2022.121884，Biomaterials.2020,236:119825, Biomaterials. 2018. 184:10-19）、肌腱（Biomaterials. 162:22-33. 2018）和骨（Biomaterials. 2007.28（6）：1027-35）等組織的損傷再生修復(fù)。近20年來(lái)，戴建武教授再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)專注于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域核心技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，取得了一批國(guó)際領(lǐng)先的再生醫(yī)學(xué)研究成果。團(tuán)隊(duì)突破了再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，研制了基于膠原蛋白能有效引導(dǎo)組織再生的智能生物材料系列產(chǎn)品，在世界上率先組織領(lǐng)導(dǎo)了包括子宮內(nèi)膜再生、卵巢再生、脊髓損傷再生、聲帶再生、心肌再生、肺纖維化再生修復(fù)等十余項(xiàng)產(chǎn)品的臨床研究。其中，心肌再生項(xiàng)目獲得2012年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；戴建武教授由于其對(duì)子宮內(nèi)膜再生研究的突出貢獻(xiàn)入選2014年CCTV十大創(chuàng)新人物；子宮內(nèi)膜再生成果獲得江蘇省2018年科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；2018年，子宮內(nèi)膜再生、卵巢再生及脊髓損傷再生研究成果入選國(guó)家改革開放40年成果展。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202211340

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