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  可根据伤口愈合阶段控制抗菌性能的缝合线
2022-09-14
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  手术部位感染的发生率高达12.5%,其会导致伤口恢复迟缓、手术失败,甚至危及生命。而手术植入材料已被确定为手术部位感染的主要原因之一。因此,开发抗菌手术缝合线迫在眉睫。但是缝合过程所需的高温、抗菌剂不能很好地附着在缝合线表面等问题限制了其发展。

  基于此,武汉大学研究团队开发了一种简单的方法,利用单宁酸(TA)使缝合线进行阶段性抗菌控制。首先是自聚合聚单宁酸(PTA)和TA在水溶液中的可逆转化,较高的pH值更容易引发TA的电子损失,从而促进TA在碱性条件下形成醌结构和氧化交联。在低pH条件下,大部分羟基被质子化,导致PTA交联失稳。

  PTA对材料表面具有强附着力,而TA能够轻易附着在PTA上通过氢键和π-π结合形成聚合物-单体复合物,从而形成了一种由PTA和TA组成的复合涂层MPTA。这种涂层制备过程温和,不使用任何有机溶剂,同时保留了基质材料的原始性质,不仅可用于缝合线,而且可用于其他植入器械。

  在最初阶段,MPTA植入体内,切口部位更容易感染。由于无菌性或细菌性炎症,局部组织的血管收缩会限制营养和氧气的血液供应,从而导致糖酵解,进而使得周围的pH值降低。后期随着切口愈合和局部血管扩张,伤口部位开始由有氧代谢取代糖酵解,pH逐渐由酸性升高到正常值。在第二阶段,PTA的降解率完全取决于切口部位的pH值,即这一阶段的TA释放是根据切口愈合程度量身定制的,从而实现生物可调的持续抗菌预防。因此,单独使用MPTA涂层可以分别满足主要创面愈合阶段两个复杂而不同的抗菌需求。

  通过抑菌实验,研究者发现MPTA涂层对E.coli mBL21有显著的抗菌活性。从SEM图像可以看出,孵育12 h后,E.coli mBL21细菌散布在对照组表面,而经过MPTA处理的膜上几乎找不到形态完整的细菌。同样的,对照组中有大量具有活性的细菌(绿色荧光),而MPTA组找不到绿色荧光,进一步证明了MPTA在体外具备较好的抗菌性能。

  研究者研究了MPTA涂层缝合线在体内的应用效果。从伤口消肿和切口闭合的角度进行评价发现,具有MPTA涂层的缝合线组预后效果最好,并且可以在很大程度上下调广泛的促炎介质,最终抑制炎症免疫反应。通过采用苏木精-伊红染色观察创面边缘真皮组织重建情况,结果表明,使用涂覆有MPTA的缝合线的小鼠的伤口愈合情况最好,表皮完整性和连续性最高。以上结果说明,MPTA涂层不仅能抑制炎症,还能刺激血管再生,促进创面胶原蛋白沉积。

  最后,进一步评估了MPTA缝合线对急性细菌感染的体内伤口的抗菌效果。未治疗组感染部位开始扩散,血液循环不良、缺血、化脓,组织损伤明显。而MPTA涂层缝合线可有效减少损伤部位组织坏死,高效促进组织再生,加快伤口面积的缩小。

  (来源:纺织导报)

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