文獻(xiàn)解讀:具有抗菌性能和皮下可監(jiān)測(cè)的多肽-AIE納米纖維功能化縫合線
瀏覽次數(shù):630 發(fā)布日期:2024-6-19
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近日,華南理工大學(xué)王琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)聯(lián)合中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院王輝、王懷明團(tuán)隊(duì),開發(fā)了一種利用多肽-AIE納米纖維(NFs-K18)構(gòu)建可熒光示蹤抗菌縫合線的新策略,并在四種商用縫合線上進(jìn)行了驗(yàn)證。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在國際權(quán)威期刊《Advanced Materials》(IF=29.4、一區(qū)top期刊)上。
手術(shù)用的縫線在縫合切口和促進(jìn)傷口愈合中起著關(guān)鍵作用,但它們也面臨手術(shù)部位感染(SSI)的問題。這種感染是因?yàn)榧?xì)菌在手術(shù)部位的附著和侵入引起的。據(jù)估計(jì),超過20%的醫(yī)院感染是由SSI引起的。嚴(yán)重的SSI會(huì)導(dǎo)致額外手術(shù)、延長(zhǎng)住院時(shí)間,甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病或死亡。
目前使用的大多數(shù)縫線在預(yù)防SSI方面效果有限。市場(chǎng)上唯一一種抗菌縫線是由強(qiáng)生公司生產(chǎn)的Coated VICRYL® Plus Antibacterial縫線,這種縫線使用了三氯生(triclosan)來預(yù)防細(xì)菌感染。然而,三氯生有一些負(fù)面影響,如細(xì)菌耐藥性、干擾激素分泌,甚至可能與癌癥有關(guān)。因此,研究人員正在尋找替代方法,開發(fā)新的抗菌縫線,但面臨藥物耐藥性和細(xì)胞毒性等挑戰(zhàn)。除了預(yù)防感染,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)縫線的狀態(tài)也很重要,尤其是在縫線用于皮下組織等隱蔽區(qū)域時(shí)。如果這些區(qū)域的縫線斷裂,可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥,如腹膜炎和出血。監(jiān)測(cè)縫線的降解狀態(tài)還可以幫助醫(yī)生預(yù)測(cè)傷口愈合的情況。
近年來,光動(dòng)力療法(PDT)引起了越來越多的關(guān)注。這種療法使用光敏劑,在特定波長(zhǎng)的光照射下產(chǎn)生活性氧(ROS)來殺死細(xì)菌和其他微生物。PDT不僅不會(huì)引起細(xì)胞毒性或藥物耐藥性,還能發(fā)出可見光,便于監(jiān)測(cè)光敏劑的位置和狀態(tài)。PDT已在傷口護(hù)理、口腔醫(yī)學(xué)和皮膚病學(xué)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在這項(xiàng)研究中,作者將肽-AIE(聚集誘導(dǎo)發(fā)光)納米纖維固定在四種常用縫線上,制備了四種類型的熒光可追蹤抗菌縫線,包括絲線、聚乙醇酸縫線、聚(L-丙交酯-乙醇酸)縫線和羊腸縫線。這些縫線不僅能夠發(fā)光,便于監(jiān)測(cè),還能通過PDT生成ROS,具有強(qiáng)大的抗菌能力。
納米纖維功能化的抗菌縫合線制備示意圖及其性能表征
文章中,作者使用廣州博鷺騰生物科技有限公司AniView多模式動(dòng)物活體成像系統(tǒng)檢測(cè)了功能化的PGAS-NFs-K18和PGLAS-NFs-K18縫線在4毫米厚的雞胸肉中的熒光穿透能力。經(jīng)過24小時(shí)的白光照射和10次穿透雞胸肉的操作后,縫線仍然保持了顯著的熒光穩(wěn)定性。此外,在腹壁損傷模型中,利用AniView多模式動(dòng)物活體成像系統(tǒng)可以對(duì)該縫合線的降解狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明,在腹部皮膚閉合后,商用的縫合線未觀察到熒光信號(hào)。相反,在功能化縫合線PGLAS-NFs-K18組的小鼠腹部皮膚下,原位觀察到了顯著的熒光信號(hào)。有趣的是,縫合線結(jié)節(jié)處的熒光特別明顯。因此,我們可以通過結(jié)節(jié)數(shù)量推斷縫合線的體內(nèi)降解情況。例如,原位熒光觀察發(fā)現(xiàn),從第0天到第7天縫合線具有5個(gè)結(jié)節(jié);從第14天到第21天,由于縫合線降解,結(jié)節(jié)數(shù)量減少到4個(gè)。隨著降解的進(jìn)行,結(jié)節(jié)數(shù)量從第21天到第35天減少至3個(gè)。該熒光成像結(jié)果與打開腹腔后觀察到的結(jié)節(jié)數(shù)量一致。
體內(nèi)實(shí)時(shí)熒光監(jiān)測(cè)縫合線降解