快速凝胶化的白光交联牛奶蛋白生物粘附剂用于紧急伤口治疗

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快速凝胶化的白光交联牛奶蛋白生物粘附剂用于紧急伤口治疗

导  读

2023年2月4日，浙江大学任大喜*（共同通讯）和任探琛*（共同通讯）联合在《Biomaterials Research》（Q2，IF：15.863）发表题为 “White-light crosslinkable milk protein bioadhesive with ultrafast gelation for first-aid wound treatment” 的研究文章。文章第一作者是浙江大学朱勤超博士和周徐昊博士。

由事故和军事战斗造成的创伤通常伴随着大量的出血。由于操作相对简单，并且通过避免现场混合和不可控的凝胶化而具有良好的手术顺应性，光交联生物粘合剂已被广泛研究用于急救创伤管理。然而，广泛采用的紫外线交联具有潜在的DNA损伤、穿透深度小、需要专门的紫外线光源等局限性，这阻碍了光交联生物胶在创伤管理和止血方面的便利性和适用性。钌（Ru）催化的白光诱导的酪氨酸反应在蛋白质交联中显示出良好的生物相容性。然而，由于缺乏适当的溶质，它们在生物粘附剂方面的潜力还没有被发掘出来。具有丰富的酪氨酸残基的蛋白质被认为在基于Ru的白光交联后能形成具有更好机械性能的水凝胶。

在这项研究中，首次提出了一种具有超快凝胶化的白光交联天然牛奶来源的酪蛋白水凝胶生物粘附剂。酪蛋白分子链可以通过白光照射与钌基催化剂在2秒内形成二酪氨酸键而相互粘合在组织表面。该凝胶化可以用户外手电筒、手机手电筒或内窥镜设备的光源启动，这有利于其在急救和微创手术中的应用，而不需要额外设备转换的具体要求。快速凝胶化使酪蛋白水凝胶的3D打印成为可能，即使对于肝脏出血和断面损伤后的动脉破裂也有出色的止血能力。酪蛋白中丰富的酪氨酸残基，酪蛋白与组织之间的共价结合使其具有强大的粘附力，可承受180毫米汞柱以上的血压。此外，与商业凝胶敷料Fibrin gel相比，该酪蛋白水凝胶在伤口闭合率，肉芽组织再生和全层胶原沉积方面也表现出优异的治疗效果。

研究亮点

白光可交联（可通过手机、手电筒和内窥镜启动）。

强大的组织粘附力（180 mmHg）。

快速凝胶化（2 s）

价格低（<5 美元/公斤），供应稳定，具有酪蛋白的特性。

不需要对天然材料进行化学预处理。

良好的生物安全性、生物相容性、生物可降解性。

研究结论

该工作提出了一种新型的牛奶衍生的急救生物粘附剂，它可以在更具有临床意义的白光辐射下在2秒内交联并与组织共价结合。该强效敷料有利于啮齿动物模型的内脏出血（肝脏和腹主动脉）和大型动物的体表出血的快速止血。酪蛋白水凝胶生物粘附剂具有很好的生物相容性，在全层皮肤缺损的小鼠模型中，与商业凝胶敷料Fibrin gel相比，促进了伤口愈合效果。有了这些吸引人的特性，我们坚信白光交联的酪蛋白生物粘附剂具有巨大的潜力，可以作为一种强大的生物粘附剂用于紧急伤口的止血处理。

转自：“NANO学术”微信公众号

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