中國學者開發出新型抗菌型快速止血材料

關鍵詞:銀納米粒子,介孔硅,止血,抗菌

有效的止血有益於損傷控制和損傷後的組織修復,例如創傷或手術,這可以顯著降低死亡率。事實上,自早期醫學外科手術開始以來,止血對於每個外科手術都是至關重要的。在外科手術中,縫合或結紮最常用於大血管出血。而電烙術已被證明能有效地阻止毛細血管滲漏。不幸的是,對於較大的傷口或由血竇(如肝臟、脾臟或腎臟)組成的血管化程度高的器官的大量出血,這就變得無效。因此,急速出血控制的替代方法仍然是迫切需要的。近年來,材料科學的發展為解決這一問題提供了獨特的視角。許多以粉末或敷料形式的止血材料已經被開發出來並深入研究其止血效果。然而,這些止血材料中的每一種都有其自身的缺點。止血粉的應用通常與放熱反應引起的繼發性熱損傷相耦合,大多數止血敷料相對剛性,難以適應深度或不規則的傷口。因此,開發更合適的止血劑仍然是一個挑戰。

近年來,介孔硅材料在生物醫學研究領域得到了廣泛的研究。其獨特的性能,如良好的生物相容性,多孔結構,以及非常高的比表面積,使它們具有吸引力的各種生物醫學應用。特別是,它們已作為一種有效的止血劑用於大型和複雜的傷口。有學者研製了一種大孔殼聚糖包覆介孔二氧化硅微珠,在肝損傷模型中,該微珠可顯著加速凝血級聯反應的接觸活化途徑,並導致理想的止血。有學者進一步設計了新型介孔二氧化硅顆粒,發現該介孔二氧化硅顆粒穩定了毛細血管結構,提高了其密度和流動性,從而提高了止血效率。介孔硅基顆粒與其它無機止血材料相比具有更好的生物降解性和較低的放熱速率。由於這些原因,介孔硅質顆粒越來越被公認為有前途的止血材料。

由於異物的植入往往與創傷或手術後的感染或炎症反應有關,抗菌活性是設計和製造新型止血材料時應考慮的另一重要特性。另一方面,抗生素的廣泛使用和隨後的細菌耐藥性已造成嚴重後果,並對全世界的醫學專家提出了重大挑戰。因此,科學界一直致力於開發非抗生素類抗菌劑以有效控制創傷或外科感染。納米技術的現代發展可能預示著一種治療抗生素耐藥細菌的新途徑。目前,銀納米粒子(AgNPs)由於具有非耐受性和廣譜的抗菌活性而成為抗生素的有吸引力的替代品。研究還表明,銀具有獨特的能力,能夠有效地干預或終止耐藥菌株引起的感染狀態的進展,從而促進傷口癒合。然而,由於較小尺寸的AgNPs具有較大的表面能,因此在製備過程中容易聚集,這可能導致其抗菌潛力的顯著降低。為了克服這一缺陷,通常採用適當的支撐材料來有效地負載AgNPs。目前,已經有一些AgNPs負載的介孔硅質材料用於不同的應用領域。然而,這些材料大多是納米複合材料,幾乎沒有止血效果。最重要的是,這些複合材料的製造工藝通常涉及許多步驟,從而顯著增加了合成的複雜性並降低了產品的產率。因此,有必要開發一種更容易獲得的方法,以便於製備載AgNP的MS止血材料。

近日,東華大學和上海交大第一附屬醫院的研究人員聯合開發了一種納米複合材料,既可以高效抗菌又可以快速止血。

研究人員採用一鍋溶膠-凝膠法制備了納米銀介孔二氧化硅顆粒(AgNP-MSG)的高吸血性複合材料。為了評價其結構、細胞相容性和吸附能力,進行了詳細的研究。然後評估了複合材料對體內降解性和止血效果的影響。實驗結果表明,製備的複合材料具有良好的相容性和對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的持續抗菌活性。進一步的體內實驗顯示,5% AgNP-MSG在7秒內可以有效控制大鼠肝損傷模型的出血,比市售止血紗布快得多。組織學分析進一步表明,所製備的複合材料可以在兩週後肝損傷部位完全降解。這些結果表明,製備的AgNP-MSG作為止血材料具有很大的應用潛力。DOI:10.1021/acsbiomaterials.8b00527

中國學者開發出新型抗菌型快速止血材料


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