兼具生物相容性、柔韧性和抗菌性能的组织工程支架对组织损伤的修复和再生具有重要意义，然而常规支架材料尚难以实现上述性能的统一和平衡。近日，东华大学纤维材料改性国家重点实验室张耀鹏、邵惠丽教授所领衔的生物质材料成型与加工课题组与上海交通大学附属第六人民医院宋鲁杰副主任医师、嘉兴学院兰平教授合作，成功制备了负载季铵盐壳聚糖（HACC）的再生丝素蛋白（RSF）-膀胱脱细胞基质（BAMG）复合抗菌支架，该支架展现出较佳的力学性能和优异的抗菌性能，可有效修复新西兰雄性大白兔的缺损尿道。相关研究成果以Biomaterial-BasedScaffolds as Antibacterial Suture Materials 为题发表在ACSBiomaterials Science & Engineering。东华大学范苏娜讲师为论文第一作者，张耀鹏、宋鲁杰与兰平为共同通讯作者。
图1. 负载HACC的RSF-BAMG抗菌支架及其组织修复示意图
图2.复合抗菌支架的制备示意图
该研究以RSF水溶液、RSF-HACC复合水溶液为纺丝液，BAMG为基底材料，通过共混静电纺及同轴静电纺技术，制备生物基抗菌支架（图2）。其中HACC赋予支架材料优异的抗菌性，共混复合支架及皮芯复合支架对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别高达99.5%和98.3%（图3a）。该抗菌支架具有优异的生物相容性，雪旺细胞（SCs）在其上的黏附、生长、增殖情况良好；而且其断裂强度和断裂伸长率分别为12.6MPa和19.8%，远高于纯静电纺RSF支架，可满足尿道修复手术的缝合要求。
以上述抗菌支架修复新西兰雄性大白兔的缺损尿道，并进行体内生物学评价。结果表明，缺损尿道的上皮修复完整，并形成了大量新生血管，几乎无炎症细胞产生，表明支架具有优异的体内相容性及体内抗菌性（图3b）。
图3. （a）复合支架的抗菌性能，（b）共混支架植入新西兰雄性大白兔尿道1个月后的H&E染色照片（红色椭圆：炎症细胞；黄色箭头：血管；蓝色箭头的中间区域为上皮细胞）
与传统的合成高分子抗菌材料相比，生物基抗菌支架可避免长期植入引起的排斥及炎症等不良反应，有效诱导组织修复和再生，在尿道缺损、皮肤损伤等其他软组织修复领域展现出很好的应用潜力。
东华大学硕士生陈凯、本科生杨思清，上海交通大学附属第六人民医院硕士生苑炜、张东亮分别对本工作的材料制备、表征及动物实验做出重要贡献。
全文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.0c00104
