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  輸尿管狹窄是泌尿系統(tǒng)中的常見病癥之一，若得不到及時治療，會引發(fā)腎積水、尿毒癥和腎衰竭等各種并發(fā)癥。輸尿管支架的放置是臨床上治療輸尿管狹窄的有效方法，然而，長期使用會導(dǎo)致鈣鹽沉積、結(jié)石和感染等問題。因此，開發(fā)具有抗菌和抗狹窄功能的輸尿管支架顯得尤為重要。該研究中，將聚二氧雜環(huán)己酮（Polydioxanone,PDO）單絲編織成管狀支架，并在其表面涂覆了含有雷帕霉素（Rapamycin, RAPA）和紫杉醇（Paclitaxel,PTX）的絲素蛋白（Silk fibroin, SF）微球。并在支架內(nèi)層形成了一層具有荷葉仿生結(jié)構(gòu)的莫西沙星（Moxifloxacin, MFX）薄膜，從而制備出一種具有抗菌和抗狹窄功能的復(fù)合輸尿管支架。體外藥物釋放研究表明，RAPA和PTX可實現(xiàn)長達168小時的持續(xù)釋放，其累積釋放率分別為40.36%和38.21%。荷葉仿生結(jié)構(gòu)的絲素蛋白薄膜展現(xiàn)出微納米結(jié)構(gòu)和疏水性的“荷葉效應(yīng)”。該材料的生物相容性和抗狹窄特性在體外和體內(nèi)實驗中得到了驗證，并通過大鼠膀胱模型驗證了輸尿管支架的防結(jié)痂性能。

  2025年6月16日，蘇州大學現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室李剛教授、蘇州大學附屬第一醫(yī)院泌尿外科李峰副主任醫(yī)師與蘇州大學附屬第四醫(yī)院泌尿外科沈罡主任醫(yī)師合作，設(shè)計開發(fā)了一種具有抗菌和抗狹窄功能的絲素蛋白基可降解載藥輸尿管支架，并已授權(quán)中國和美國發(fā)明專利。該項研究工作以“Silk fibroin/dual drugs elutingpolydioxanone monofilament braidedureteral stent with antibacterial and anti-stenotic functions”為題發(fā)表在國際權(quán)威學術(shù)期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上。蘇州大學碩士研究生段立蓉、實驗動物中心王婧、蘇大附四院泌尿外科繆志俊為共同第一作者，蘇州大學李剛教授、蘇大附一院泌尿外科副主任醫(yī)師李峰、蘇大附四院泌尿外科主任醫(yī)師沈罡為共同通訊作者。合作作者包括左都林、孫瑋瑋、李露、楊反磊和鄧超。該研究得到了國家自然科學基金、蘇州市衛(wèi)生健康委員會項目、國家重點研發(fā)計劃、科技部科技合作計劃以及江蘇省科學技術(shù)廳項目的支持。

  團隊采用立錠式編織技術(shù)將PDO單絲編織成管狀支架，并在支架內(nèi)外表面負載了SF/ RAPA/PTX藥物緩釋微球和荷葉仿生結(jié)構(gòu)SF/MFX薄膜，從而構(gòu)建了一種兼具抗菌和抗狹窄功能的復(fù)合輸尿管支架。所研制的輸尿管支架不僅具有良好的生物力學性能，還能有效抑制成纖維細胞和永生化輸尿管上皮細胞的增殖。該支架對金黃色葡萄球菌的抗菌性能遠超ISO 20645:2004標準，顯示出優(yōu)異的抗菌性能。細胞實驗結(jié)果顯示：復(fù)合輸尿管支架有效地抑制了成纖維細胞的過度生長和膠原蛋白的沉積。通過植入大鼠皮下實驗，分別在7天和28天后，組織學分析顯示僅有輕微的炎癥和異物反應(yīng)。在大鼠膀胱植入實驗中，支架結(jié)構(gòu)保持完整且具有穩(wěn)定的生物力學支撐性能。在移除載有RAPA-PTX-MFX的輸尿管支架后，從膀胱中收集的尿樣中未發(fā)現(xiàn)細菌菌落，這表明復(fù)合輸尿管支架能夠在體內(nèi)實現(xiàn)長期的抗菌效果。

圖1.載藥可降解輸尿管支架的制備與評價流程圖

圖2.輸尿管支架搭載SF藥物微球的特性分析；A.微球的粒徑及掃描電子顯微鏡圖像；B.RAPA和PTX的包封率；C.RAPA和PTX的藥物載量；D.相對分散指數(shù)分析；E.藥物負載微球的粒徑分布分析；F. RAPA緩釋曲線；G. PTX緩釋曲線。

圖3.具有荷葉仿生結(jié)構(gòu)的SF薄膜特性分析；A.荷葉表面形態(tài)(a)、PDMS (b)和荷葉結(jié)構(gòu)的SF薄膜(c)；B.荷葉結(jié)構(gòu)的SF薄膜水接觸角測試：(a)對照組（普通SF薄膜），(b)載藥SF薄膜，(c)載藥荷葉結(jié)構(gòu)的SF薄膜，（d，e，f）0.5 mg/mL、1 mg/mL和1.5 mg/mL的MFX載藥荷葉結(jié)構(gòu)的SF薄膜；C.抗菌區(qū)；D.抗菌區(qū)寬度圖；E.防污測試圖像；F.荷葉結(jié)構(gòu)載藥SF薄膜的緩釋性能。

圖4. 膀胱植入動物實驗結(jié)果；A.輸尿管支架膀胱置入流程圖；B.蘇木精和伊紅（H&E）組織學檢測

  上述研究結(jié)果表面，該團隊開發(fā)的絲素蛋白基載藥可降解輸尿管支架具有良好的力學性能、藥物緩釋性能、生物相容性、抗菌性能和抗狹窄功能，并已授權(quán)中國和美國發(fā)明專利，該研究為新型抗菌/抗狹窄輸尿管支架的研發(fā)提供了新思路，具有潛在的應(yīng)用價值。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145304

通訊作者簡介：

  李剛，蘇州大學教授、博導(dǎo)，江蘇省第十五批“六大人才高峰”高層次人才、江蘇省僑聯(lián)青年委員會委員、香港理工大學江蘇校友會副會長。香港理工大學博士、美國塔夫茨大學訪問學者（導(dǎo)師：美國工程院David Kaplan院士）。長期在絲蛋白生物材料、醫(yī)用和智能紡織材料等交叉領(lǐng)域開展研究。在Advanced Functional Materials、Biomaterials等期刊發(fā)表學術(shù)論文150余篇，已授權(quán)美國、日本和中國專利50余件。主持國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學基金面上項目等項目30余項，曾獲中國絲綢領(lǐng)域十大科技進展獎、中國商業(yè)聯(lián)合會科技進步獎、香港首屆創(chuàng)新大賽冠軍、江蘇省十大行業(yè)優(yōu)秀成果獎等榮譽。主要學術(shù)兼職為中國生物材料學會高級會員、智能仿生材料分會委員、中國科協(xié)培訓(xùn)和人才服務(wù)中心、國家藥監(jiān)局器審中心、中國和奧地利國家自然科學基金、“霍英東”科教獎和泰晤士高等教育世界大學排名函評專家（https://web.suda.edu.cn/tcligang）。

  李峰，醫(yī)學博士，碩士生導(dǎo)師，蘇州大學附屬第一醫(yī)院泌尿外科副主任醫(yī)師，蘇州市泌尿外科結(jié)石學組秘書。致力于研究泌尿系結(jié)石，輸尿管狹窄及急性腎功能損傷，在國內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表論文10余篇，申請國內(nèi)外專利3項，其中美國和中國發(fā)明專利各1項。

  沈罡，醫(yī)學博士，蘇州大學附屬第四醫(yī)院泌尿外科主任醫(yī)師，副教授，碩士研究生導(dǎo)師；中國醫(yī)師協(xié)會泌尿外科醫(yī)師分會青年委員、江蘇省醫(yī)師協(xié)會男科分會委員、江蘇省醫(yī)師協(xié)會泌尿外科醫(yī)師分會腫瘤學組委員、江蘇省醫(yī)師協(xié)會醫(yī)學機器人專業(yè)委員會委員、蘇州市醫(yī)學會泌尿外科分會委員；主持江蘇省科技廳等課題多項，以第一/通訊作者發(fā)表SCI等學術(shù)論文20余篇，美國New York-Presbyterian University Hospital of Columbia and Cornell訪問學者。