中国学者开发出新型抗菌型快速止血材料

关键词:银纳米粒子,介孔硅,止血,抗菌

有效的止血有益于损伤控制和损伤后的组织修复,例如创伤或手术,这可以显著降低死亡率。事实上,自早期医学外科手术开始以来,止血对于每个外科手术都是至关重要的。在外科手术中,缝合或结扎最常用于大血管出血。而电烙术已被证明能有效地阻止毛细血管渗漏。不幸的是,对于较大的伤口或由血窦(如肝脏、脾脏或肾脏)组成的血管化程度高的器官的大量出血,这就变得无效。因此,急速出血控制的替代方法仍然是迫切需要的。近年来,材料科学的发展为解决这一问题提供了独特的视角。许多以粉末或敷料形式的止血材料已经被开发出来并深入研究其止血效果。然而,这些止血材料中的每一种都有其自身的缺点。止血粉的应用通常与放热反应引起的继发性热损伤相耦合,大多数止血敷料相对刚性,难以适应深度或不规则的伤口。因此,开发更合适的止血剂仍然是一个挑战。

近年来,介孔硅材料在生物医学研究领域得到了广泛的研究。其独特的性能,如良好的生物相容性,多孔结构,以及非常高的比表面积,使它们具有吸引力的各种生物医学应用。特别是,它们已作为一种有效的止血剂用于大型和复杂的伤口。有学者研制了一种大孔壳聚糖包覆介孔二氧化硅微珠,在肝损伤模型中,该微珠可显著加速凝血级联反应的接触活化途径,并导致理想的止血。有学者进一步设计了新型介孔二氧化硅颗粒,发现该介孔二氧化硅颗粒稳定了毛细血管结构,提高了其密度和流动性,从而提高了止血效率。介孔硅基颗粒与其它无机止血材料相比具有更好的生物降解性和较低的放热速率。由于这些原因,介孔硅质颗粒越来越被公认为有前途的止血材料。

由于异物的植入往往与创伤或手术后的感染或炎症反应有关,抗菌活性是设计和制造新型止血材料时应考虑的另一重要特性。另一方面,抗生素的广泛使用和随后的细菌耐药性已造成严重后果,并对全世界的医学专家提出了重大挑战。因此,科学界一直致力于开发非抗生素类抗菌剂以有效控制创伤或外科感染。纳米技术的现代发展可能预示着一种治疗抗生素耐药细菌的新途径。目前,银纳米粒子(AgNPs)由于具有非耐受性和广谱的抗菌活性而成为抗生素的有吸引力的替代品。研究还表明,银具有独特的能力,能够有效地干预或终止耐药菌株引起的感染状态的进展,从而促进伤口愈合。然而,由于较小尺寸的AgNPs具有较大的表面能,因此在制备过程中容易聚集,这可能导致其抗菌潜力的显著降低。为了克服这一缺陷,通常采用适当的支撑材料来有效地负载AgNPs。目前,已经有一些AgNPs负载的介孔硅质材料用于不同的应用领域。然而,这些材料大多是纳米复合材料,几乎没有止血效果。最重要的是,这些复合材料的制造工艺通常涉及许多步骤,从而显著增加了合成的复杂性并降低了产品的产率。因此,有必要开发一种更容易获得的方法,以便于制备载AgNP的MS止血材料。

近日,东华大学和上海交大第一附属医院的研究人员联合开发了一种纳米复合材料,既可以高效抗菌又可以快速止血。

研究人员采用一锅溶胶-凝胶法制备了纳米银介孔二氧化硅颗粒(AgNP-MSG)的高吸血性复合材料。为了评价其结构、细胞相容性和吸附能力,进行了详细的研究。然后评估了复合材料对体内降解性和止血效果的影响。实验结果表明,制备的复合材料具有良好的相容性和对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的持续抗菌活性。进一步的体内实验显示,5% AgNP-MSG在7秒内可以有效控制大鼠肝损伤模型的出血,比市售止血纱布快得多。组织学分析进一步表明,所制备的复合材料可以在两周后肝损伤部位完全降解。这些结果表明,制备的AgNP-MSG作为止血材料具有很大的应用潜力。DOI:10.1021/acsbiomaterials.8b00527

中国学者开发出新型抗菌型快速止血材料


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