組織創(chuàng)傷后的大量出血和傷口感染是造成人員傷亡的主要危險(xiǎn)因素。因此，迫切需要能夠閉合傷口并有效控制出血和感染的急救用品。現(xiàn)有的組織粘合劑可以粘附到組織表面并實(shí)現(xiàn)快速傷口閉合，但是它們中大多數(shù)僅具有有限的止血和抗菌能力，使其不適合用作急救組織粘合劑。
日前，西安交通大學(xué)的徐峰教授與合作者從殼聚糖固有的止血、抗菌性能，以及由希夫堿反應(yīng)產(chǎn)生的優(yōu)異的組織整合能力出發(fā)，研制了一種基于原位亞胺交聯(lián)的光響應(yīng)殼聚糖水凝膠液體繃帶（LBA）用于急診創(chuàng)面處理。在紫外光照射下，改性羧甲基殼聚糖（CMC）中的鄰硝基苯轉(zhuǎn)化為鄰硝基苯甲醛，進(jìn)而與組織表面的氨基交聯(lián)，使LBA具有優(yōu)異的組織粘附性能。這種生物相容且可生物降解的LBA還具有良好的止血和抗菌性能，最終促進(jìn)傷口愈合。相關(guān)工作以“Liquid Bandage Harvests Robust Adhesive, Hemostatic, and Antibacterial Performances as a First‐Aid Tissue Adhesive”為題發(fā)表在《Adv.?Funct. Mater》上。
液體繃帶的合成
研究人員以天然水溶性羧甲基殼聚糖（CMC）為骨架大分子，使用對(duì)鄰硝基苯（NB）進(jìn)行光敏改性，合成了NB-CMC。將CMC和NB-CMC以一定比例混合，在紫外光照射下NB-CMC的鄰硝基苯轉(zhuǎn)化為鄰硝基苯甲醛，與CMC的氨基反應(yīng)形成NB-CMC/CMC水凝膠，同時(shí)可以與組織表面的氨基交聯(lián)，使NB-CMC/CMC水凝膠在水凝膠-組織界面形成共價(jià)鍵，因此具有快速的組織整合和較強(qiáng)的粘接強(qiáng)度。
液體繃帶的組織粘附性能
為了評(píng)價(jià)LBA的組織粘附性能，研究人員在多種軟組織（包括雞的肝、胃和心臟組織以及豬的皮膚和肌肉組織）上進(jìn)行了原位粘附。通過測(cè)試調(diào)節(jié)組成和濃度的LBA粘附強(qiáng)度，同時(shí)考慮到制備及操作的方便性，60 mg mL-1?LBA前體溶液經(jīng)原位交聯(lián)粘合組織后，粘附強(qiáng)度最高可達(dá)97.65±11.26 kPa，顯著高于商品化的纖維蛋白膠和氰基丙烯酸酯膠。為了進(jìn)一步評(píng)估LBA在體內(nèi)粘附到濕表面的能力，研究人員將LBA分別應(yīng)用于大鼠肝臟和心臟的表面。發(fā)現(xiàn)在紫外線照射約10 s后，LBA立即交聯(lián)并粘附到跳動(dòng)的大鼠心臟表面。
液體繃帶體外和體內(nèi)止血性能
在手術(shù)過程中，LBA可以粘附在濕的傷口表面上，并在紫外線照射下固定并密封傷口。LBA的NB-CMC組分在紫外線照射下與CMC和傷口表面發(fā)生反應(yīng)，從而在水凝膠內(nèi)以及水凝膠-組織界面處形成更強(qiáng)的共價(jià)交聯(lián)形成，同時(shí)LBA還會(huì)促進(jìn)血凝塊的生成，這種協(xié)同止血使LBA具有強(qiáng)大的止血能力。
液體繃帶的生物相容性和抗菌性能
通過細(xì)胞活力和細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)證明LBA具有良好的細(xì)胞相容性，LBA植入大鼠皮下14天后，僅出現(xiàn)輕度炎癥反應(yīng)，且巨噬細(xì)胞抗炎信號(hào)的M2表型，進(jìn)一步證明了LBA的生物相容性。基于CMC固有的抗菌能力，分別使用革蘭氏陽性菌（例如金黃色葡萄球菌）和革蘭氏陰性菌（例如大腸埃希氏菌和銅綠假單胞菌），發(fā)現(xiàn)LBA具有良好的抗菌能力。
液體繃帶促進(jìn)傷口愈合
為了評(píng)估LBA的傷口愈合效率，研究人員將LBA應(yīng)用于大鼠全層皮膚傷口模型，并使用生理鹽水和商業(yè)傷口敷料（3M Tegaderm Film）作為對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)LBA 1.0和LBA 2.0處理的傷口有最多的新生血管，愈合速度明顯高于生理鹽水和3M Tegaderm Film處理的傷口。
基于水凝膠的組織粘合劑的綜合性能比較
與現(xiàn)有的基于水凝膠的組織粘合劑相比，LBA制備簡單，具有較短的固化時(shí)間，強(qiáng)大的組織粘合力，以及出色的止血和抗菌性能。
總結(jié)
研究人員開發(fā)了一種基于NB-CMC / CMC光響應(yīng)水凝膠的LBA，具有強(qiáng)大的抗菌和止血功能，可作為急救組織粘合劑。LBA的粘合強(qiáng)度顯著高于臨床上使用的商業(yè)化生物粘合劑，并且具有良好的血細(xì)胞粘附性和凝血能力，在體外和體內(nèi)研究中均表現(xiàn)出優(yōu)異的止血作用。此外，基于CMC固有抗菌活性避免了使用額外的抗生素。在大鼠全層皮膚傷口模型中， LBA比3M Tegaderm Film顯示出更好的傷口愈合效率，肉芽組織厚度，新生血管形成和上皮再形成能力。綜上，LBA是一種具有臨床轉(zhuǎn)化前景的急救組織粘合劑。
