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  傳統的傷口閉合策略，如：手術縫合線和縫合釘，已被廣泛應用于臨床中的傷口修復過程，而這些策略容易引發二次創傷、體液滲出和細菌感染。

  生物粘結劑，如：纖維蛋白膠和氰基丙烯酸酯，可以與生物組織形成化學交聯和機械互鎖而粘附于生物組織表面，有效促進傷口愈合。然而，目前大多數生物粘結劑制備復雜、粘附強度低、止血和抗菌效果較差。如發生細菌感染，會導致傷口愈合時間延長，甚至可能導致嚴重并發癥。因此，在傷口愈合的過程中迫切需要開發具有即刻封閉傷口、高效止血和優異抗菌性能的生物粘結劑。

  近日，李建樹教授、羅珺副研究員團隊通過綠色便捷的一步法，構建了一種基于天然生物小分子（α-硫辛酸）的生物粘結劑（簡稱LTF），并將其應用于促進傷口閉合，尤其是促進細菌感染性傷口的愈合（圖1）。該生物粘結劑不僅展示了對各種濕生物組織的有效粘附，而且還具有高效的止血和清除自由基的能力。更重要的是，該生物粘結劑擁有穩定的光熱活性。體外抗菌試驗表明，在808 nm的近紅外光照射下，該生物粘結劑能高效殺滅大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。此外，該生物粘結劑還具有優異的可注射性，方便用于體內/外不同形狀的傷口閉合。這項工作為提供了一種具有穩定光熱活性的天然生物小分子基超分子生物粘結劑用于促進傷口愈合，尤其是感染性傷口。

圖1 LTF超分子生物粘結劑的制備過程及其應用于促進傷口修復的示意圖。由于catechol-Fe³⁺配位鍵的存在，賦予了LTF超分子生物粘結劑優異的光熱抗菌性能，并能有效的促進傷口愈合。

圖2 LTF的粘附性能。(a) LTF超分子生物粘結劑在水下可直接從18G的針頭中注出，并能承受拉伸、扭曲、擠壓和水的沖刷。(b) 表面涂有LTF超分子生物粘結劑的PET薄膜可以密封塑料瓶上的孔洞，完全防止水的泄漏。(c) LTF超分子生物粘附劑可以在水下注射，并承受500克的重量。(d) LTF超分子生物粘合劑可以粘結不同的濕生物組織。(e, f) LTF超分子生物粘結劑對各種濕生物組織的搭接剪切強度和爆裂壓力測試結果。(g) 利用質構儀測試LTF超分子生物粘結劑粘附力的示意圖和LTF超分子生物粘結劑在不同條件下的粘附力測試結果。

圖3 LTF超分子生物粘結劑的光熱抗菌性能。（a）在不同功率強度的808 nm近紅外光照射下LTF超分子生物粘結劑的溫度變化。（b）在808 nm近紅外光照射（1.5 W cm^-2）下LTF超分子生物粘結劑的熱圖像。比例尺=2 mm。（c）在808nm 近紅外光照射（1.5 W cm^-2）下LTF超分子生物粘結劑的光熱循環測試結果。（d）LTF超分子生物粘結劑的光熱抗菌性能示意圖。（e）LTF超分子生物粘結劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的光熱殺菌率。（f）經808 nm近紅外光處理后的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌懸浮液與固體瓊脂板共培養24小時后的照片。

圖4 LTF超分子生物粘結劑的止血能力。（a, b）LTF超分子生物粘結劑對SD大鼠尾巴的止血性能示意圖和照片。（c, d）SD大鼠尾巴的失血量和止血時間。（e）LTF超分子生物粘結劑對SD大鼠心臟、肝臟和腸道的止血和密封能力的測試圖片。

圖5 LTF超分子生物粘結劑促傷口閉合性能。（a）LTF超分子生物粘結劑對SD大鼠背部傷口閉合性能的測試示意圖。（b）SD大鼠在不同時期以及不同處理方法的傷口閉合情況照片。比例尺=1 cm。（c）第5天、第10天和第15天后SD大鼠背部傷口閉合部分的H&E染色圖像。比例尺=1 mm。

圖6 LTF超分子生物粘結劑對細菌感染的SD大鼠全層皮膚傷口愈合性能測試。（a）LTF超分子生物粘結劑對細菌感染的SD大鼠全層皮膚傷口愈合性能測試示意圖。（b）SD大鼠在不同時期和不同處理方法的傷口愈合照片。比例尺=1 cm。（c）第5天、第10天和第15天后SD大鼠背部傷口閉合面積的比率。（d, e）第5天、第10天和第15天后SD大鼠背部傷口切片的H&E和Masson染色圖像。比例尺=1 mm。

  上述工作以題為Natural small biological molecule-based supramolecular bioadhesives with innate photothermal antibacterial capability for non-pressing hemostasis and effective wound healing發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。文章第一作者為博士畢業生柯翔，通訊作者為四川大學高分子科學與工程學院李建樹教授和羅珺副研究員。該研究成果已申請發明專利（公開號：202110994309.7），具有可注射生物抗菌粘結劑方面產業轉化前景。

  該項工作得到國家自然科學基金（基金號：51925304, 51903175和52073191)的支持。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c17415

  相關工作基礎：該課題前期工作基礎“An instant, repeatable and universal supramolecular adhesive based on natural small molecules for dry/wet environments”也于數月前發表在《Chemical Engineering Journal》上。

  下載：Natural small biological molecule-based supramolecular bioadhesives with innate photothermal antibacterial capability for non-pressing hemostasis and effective wound healing