天津大学冯亚凯教授和温研院石长灿研究员合作开发一种抗菌肽偶联多糖基海绵用于伤口的出血控制及感染预防

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伤口愈合包括止血、炎症反应、细胞迁移、增殖和组织重塑四个过程。在这个过程中，不可控的出血和感染可能会延迟愈合过程，甚至导致许多创伤相关的死亡。多糖基海绵因其良好的生物相容性，生物降解性以及优异的吸液能力可以作为敷料用于伤口的出血控制及护理。并且通过负载银离子及抗生素来提高自身的抗感染能力。然而，释放的银和抗生素有相当大的副作用。其中银对皮肤细胞、成纤维细胞、角质形成细胞都有毒性，而传统抗生素会导致抗生素耐药菌的出现。

近年来，抗菌肽（AMPs）的发现为设计新型的抗菌敷料提供了新的思路。AMPs不仅具有广谱抗菌活性，而且不会引起细菌耐药性，长期使用是相对安全的。基于此，天津大学化工学院冯亚凯教授研究团队与中国科学院大学温州研究院石长灿研究员团队联合制备了一种抗菌多肽偶联的多糖基海绵（KR-Sp，antimicrobial peptide KR12 immobilized sponge），用于伤口的出血控制及感染预防。首先，将降冰片烯通过酯化反应接枝到淀粉的单元环上，为后续的交联反应及偶联多肽提供活性位点；然后，以HS-PEG-SH为交联剂，通过化学交联及冷冻干燥得到了淀粉基海绵；最后，将抗菌肽Cys-KR12通过光点击化学偶联到了海绵上。该偶联方法不仅提高多肽在生理环境中的稳定性，并且降低其细胞毒性。

图1 KR-Sp的制备流程图

SD大鼠体内止血测试表明，KR-Sp可以缩短凝血时间，减少出血部位的出血量，具有优异的止血性能。分析其止血机理，一方面是海绵自身可以封堵出血位点，减少血液流出；另一方是海绵接触血液后可以吸附并富集血小板和红细胞等，从而加速凝血过程。

图2 KR-Sp在SD大鼠股动脉出血模型中的止血时间和出血量结果

另外，抗菌实验结果表明，抗菌肽的偶联，使得该海绵对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌均有较强的杀菌作用，并且该抗菌活性可维持至少5天。不仅如此，KR-Sp还可以有效的抑制生物膜的形成。

图3 KR-Sp的体外抗菌结果

题为“Fabricating antimicrobial peptide-immobilized starch sponges for hemorrhage control and antibacterial treatment” 的相关论文已发表在Carbohydrate Polymers上，天津大学的杨啸博士为第一作者，目前在中国科学院大学温州研究院联合培养，通讯作者为冯亚凯教授，石长灿研究员和任相魁副教授。该项工作得到国家重点研发项目、中国国家自然科学基金、国家国际科技合作项目、天津市自然科学基金、温州市科技重大专项、国家博士后科研基金一般资助项目和温州医科大学眼科、视光学与视觉科学国家重点实验室项目的支持。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861719306794

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