文獻解讀：具有抗菌性能和皮下可監(jiān)測的多肽-AIE納米纖維功能化縫合線
近日，華南理工大學王琳團隊聯合中山大學附屬第六醫(yī)院王輝、王懷明團隊，開發(fā)了一種利用多肽-AIE納米纖維（NFs-K18）構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行了驗證。相關研究成果已經發(fā)表在國際權威期刊《Advanced Materials》（IF=29.4、一區(qū)top期刊）上。
手術用的縫線在縫合切口和促進傷口愈合中起著關鍵作用，但它們也面臨手術部位感染（SSI）的問題。這種感染是因為細菌在手術部位的附著和侵入引起的。據估計，超過20%的醫(yī)院感染是由SSI引起的。嚴重的SSI會導致額外手術、延長住院時間，甚至可能導致嚴重的疾病或死亡。
目前使用的大多數縫線在預防SSI方面效果有限。市場上唯一一種抗菌縫線是由強生公司生產的Coated VICRYL® Plus Antibacterial縫線，這種縫線使用了三氯生（triclosan）來預防細菌感染。然而，三氯生有一些負面影響，如細菌耐藥性、干擾激素分泌，甚至可能與癌癥有關。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胞毒性等挑戰(zhàn)。除了預防感染，實時監(jiān)測縫線的狀態(tài)也很重要，尤其是在縫線用于皮下組織等隱蔽區(qū)域時。如果這些區(qū)域的縫線斷裂，可能會導致嚴重并發(fā)癥，如腹膜炎和出血。監(jiān)測縫線的降解狀態(tài)還可以幫助醫(yī)生預測傷口愈合的情況。
近年來，光動力療法（PDT）引起了越來越多的關注。這種療法使用光敏劑，在特定波長的光照射下產生活性氧（ROS）來殺死細菌和其他微生物。PDT不僅不會引起細胞毒性或藥物耐藥性，還能發(fā)出可見光，便于監(jiān)測光敏劑的位置和狀態(tài)。PDT已在傷口護理、口腔醫(yī)學和皮膚病學等領域得到了應用。在這項研究中，作者將肽-AIE（聚集誘導發(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，還能通過PDT生成ROS，具有強大的抗菌能力。
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多模式動物活體成像系統(tǒng)檢測了功能化的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。經過24小時的白光照射和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多模式動物活體成像系統(tǒng)可以對該縫合線的降解狀態(tài)進行實時熒光監(jiān)測。結果表明，在腹部皮膚閉合后，商用的縫合線未觀察到熒光信號。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。有趣的是，縫合線結節(jié)處的熒光特別明顯。因此，我們可以通過結節(jié)數量推斷縫合線的體內降解情況。例如，原位熒光觀察發(fā)現，從第0天到第7天縫合線具有5個結節(jié)；從第14天到第21天，由于縫合線降解，結節(jié)數量減少到4個。隨著降解的進行，結節(jié)數量從第21天到第35天減少至3個。該熒光成像結果與打開腹腔后觀察到的結節(jié)數量一致。
體內實時熒光監(jiān)測縫合線降解
