Bio-road生物医用材料研发团队在蚕丝生物材料方面研究取得新突破

近日，西南大学Bio-road生物医用材料研发团队在生态类旗舰期刊《Journal of CleanerProduction》（影响因子：9.297）上发表题为“Transforming natural silknonwovens into robust bioadhesives for in vivo tissue amendment”（由天然丝非织造布转化为可用于体内组织修复的生物粘合剂）的研究成果。该成果报道了一种将具有非织造布结构的天然桑蚕茧转化为可用于组织修复的生物粘合剂的方法。该方法不同于传统的将蚕丝纤维完全溶解得到蚕丝蛋白的方法。而是先用三元溶液（CaCl₂ -乙醇- H₂O）预处理桑蚕茧得到柔软透明的蚕茧片，然后用氯化钙-甲酸溶液进行表面改性得到具有高粘性的生物粘合剂，该种生物粘合剂可用于组织修复与缝合，为传统的缝合方法开辟了一个新视野。

图1：生物粘合剂的制备示意图

有别于体表伤口的创伤愈合，因军事交战或手术造成的体内伤口的愈合更为重要。常规体内创口闭合往往采用医用缝合线的方式缝合，但这种方式往往增加患者的二次伤害。为应对这一难题，研究人员采取便捷的“自上而下”法，以天然蚕茧为蚕丝蛋白原料，制备用于体内组织修复的湿粘性生物胶带。该生物胶带对含有组织液的湿态脏器组织具有强粘性，可以有效封堵、闭合破损的创面。本研究首次采用便捷的“自上而下”法提取蚕丝蛋白，摒弃了常规蚕丝蛋白提取过程中繁复的“自下而上”预溶解步骤，大大简化了制备工艺，同时最大程度保留了天然蚕茧原有的天然结构与力学性能。更为重要的是，由于蚕茧属于天然非织造布结构，它在生物胶带制备上的成功，可以为后续利用常规蚕丝非织布制造高端生物医用敷料提供重要参考。

图2：粘附性能实验图片及结果

本研究通过一种简单的自上而下的改性方法，研发了一种具有高拉伸性、生物相容性和生物降解性的透明粘合剂，解决了传统缝合线的存在的问题。该种自上而下的方法不仅具有简单的优点，而且还保持了原始材料的完整性。而该粘合剂的最高粘附强度能够达到54 KPa。

图3：体外粘附实验

体外实验表明，该种生物粘合剂对猪的皮肤、心脏、肾脏、胃等新鲜组织具有良好的粘附性。体内降解实验也表明，与商业粘合剂相比，该种生物粘合剂具有出色的生物降解性。

图4 蚕丝蛋白生物胶带MCS@Ca20对肝损伤模型的修复

图5 蚕丝蛋白生物胶带MCS@Ca20对破口猪肚、猪心和气球的封堵作用

西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院2017级本科生杨春红为本文第一作者，胡恩岭副教授为本文通讯作者。

Bio-road研发团队一直专注于伤口止血用与创伤愈合用生物材料的研究，近三年课题组成员共主持包括国防项目，国家自然科学基金，重庆市科技攻关项目，重庆市自然科学基金在内的10余项科研项目。在Advanced Functional Materials、Bioactive materials、Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials & Interfaces、Carbohydrate Polymers等行业TOP期刊杂志上发表高水平SCI论文40余篇；已申请国家发明专利30项，其中已授权7项。

审稿人：蓝广芊