北化大徐福建教授团队和解放军总医院申传安教授团队合作《Adv.Sci.》：基于生物质的多层结构微球用于加速止血和骨修复

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2020年10月4日，北京化工大学材料科学与工程学院徐福建教授研究团队和中国人民解放军总医院第四医学中心申传安教授研究团队合作，在《Advanced Science》上发表了题为“Biomass‐Derived Multilayer‐Structured Microparticles for Accelerated Hemostasis and Bone Repair”的研究论文。该论文提出一种基于生物质（玉米和葡萄）来源的支链淀粉、多孔淀粉和单宁酸构建多层结构微球的方法，微球具有优异的止血和促骨修复性能，在大鼠和比格犬的松质骨缺损模型中均具有良好治疗效果。

作为外科手术的主要补充手段，越来越多的止血材料被开发用于治疗难治性出血。由石蜡和酯化脂肪酸组成的骨蜡，由于其成本低、使用方便，被广泛应用于外科领域。然而，临床研究发现骨蜡止血存在组织炎症延长、肉芽肿形成、成骨障碍甚至骨蜡迁移等副作用。已经有开发骨蜡替代产品的报导，但这些研究仍完全或部分基于石油来源的合成聚合物和无机材料，存在降解缓慢/不完全、抗炎/伤口促愈合效果差等缺点。与之相比，生物质来源的材料，例如多糖和植物多酚，不仅具有非常高的生物相容性和独特的体内生物活性，还对人类社会和经济的可持续发展特别有吸引力。因此，利用生物质来源的材料开发具有优异生物安全性和生物活性的止血材料是非常有必要和具有临床应用前景的。

骨缺损是创伤、炎症、感染和骨肿瘤切除的一种常见并发症。而骨缺损导致的出血是一类临床上公认的难治性出血，这是因为松质骨中丰富血管的受损会导致在缓慢骨修复过程中伴随持续出血（渗血）。基于上述背景，他们利用层层自组装的方法，将多层季铵化支链淀粉（Q⁺）和单宁酸（T^-）组装到负电性多孔淀粉表面，构建了具有多层结构的微球（MQ_xT_y）用于松质骨缺损出血的治疗。不同Q⁺/T^-外层结构的系列MQ_xT_y微球均具有低细胞毒性、良好血液相容性和有效的解组装/降解性能。其中，最外层为T-多酚层的MQ₂T₂具有独特的血小板粘附、活化和红细胞聚集特性，表现出最优的止血性能。在小鼠松质骨缺损模型中，MQ₂T₂显示出良好的止血效果、低炎症/免疫反应、高生物降解性和促骨修复性能。比格犬的概念验证试验进一步证实了MQ₂T₂在大型哺乳动物骨缺损出血治疗中的良好效果。研究结果表明，这种基于生物质的多层结构微球是非常有临床应用前景的止血材料。

北京化工大学硕士研究生刘佳颖和胡杨副教授为本文的共同一作，徐福建教授，李杨副教授和申传安教授为本文的通讯作者，北京化工大学为第一完成单位，中国人民解放军总医院第四医学中心和北京积水潭医院为合作单位。

全文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202002243

来源：北京化工大学材料学院

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