Adv Mater | 工程化生物纤维素止血敷料赋能烧伤创面治疗

近日，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所材料合成生物学研究中心钟超团队，联合上海交通大学医学院附属瑞金医院烧伤整形科刘琰团队，在国际 学术 期刊 Advanced Materials 发表题为Thrombin-Anchored Bacterial Cellulose Dressing for Advanced Burn WoundCare的研究论文。该研究基于纤维素结合结构域（ CBD ）的非共价桥连机制，成功将重组人源凝血酶固定于生物纤维素基体上，构建出兼具止血与促愈合功能的一体化敷料（ T-BC ）。该材料在烧伤创面护理中表现出优异的生物性能和组织修复能力，为严重创伤管理提供了新的材料策略，并展现出良好的临床转化潜力。

原文链接： https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202420338

在临床烧伤创伤治疗中，早期削痂术是清除坏死组织、减轻炎症反应并改善愈合效果的关键干预措施。然而，该手术通常伴随明显的术区出血。若止血控制不充分，不仅会增加继发感染风险，还可能延缓创面修复进程，影响患者康复。当前临床常用的止血方式存在显著局限：电凝止血虽可有效控制出血，但其热损伤效应易对周围健康组织造成二次损伤，且处理过程需逐点操作，效率较低；而商用止血剂在换药时易出现再出血、贴附性差、机械强度不足等问题。这些挑战凸显出对兼具快速止血与良好生物相容性的新型创面修复材料的迫切需求。在众多材料中， 生物纤维素 （ BC ）因其高度可控的纳米网状结构、优异的机械强度、 良好的透气性与生物相容性，被广泛视为理想的创面敷料基材。该材料是由康普茶菌 Komagataeibacter rhaeticus 在培养基的气 - 液界面自然生成的湿膜，其不引起免疫排斥反应，有助于维持湿润微环境，促进细胞迁移与组织再生。然而， BC 本身缺乏主动的生物功能，如止血活性，这限制了其在复杂创面中的应用。

凝血酶作为止血级联反应中的关键酶，不仅可迅速催化纤维蛋白原生成纤维蛋白形成血凝块，还能通过与细胞表面受体相互作用参与调控伤口愈合过程。但天然凝血酶在创面使用时常因易被体液降解、局部停留时间短、粘附性差等问题而疗效受限。针对上述问题，本研究创新性地设计并构建了人源凝血酶与纤维素结合域（ CBD ）的融合蛋白，通过简单浸泡方式将其锚定至 BC 膜表面，成功制备出具备协同功能的 T-BC 敷料。该策略基于分子识别机制进行酶固定化，无需有机溶剂或复杂化学修饰，兼顾绿色、安全与工艺可行性。制备所得 的 T-BC 复合敷料在保留 BC 原有结构和保湿优势的基础上， 实现了 快速且持久的止血性能，为烧伤创面修复提供了一种新型、高效且具临床转化潜力的材料解决方案（图1）。

图 1 | T-BC 敷料在创面 治疗中 的作用机制

在初步实验中，研究团队首先筛选获得了能够与 生物纤维素 高效、稳定结合的纤维素结合结构域（ CBD ），并将其与人凝血酶原 -2 构建为融合蛋白进行表达。该融合蛋白经蛇毒酶 Ecarin 激活后成功转化为具有完整酶活性的 CBD- 凝血酶，并在体外实验中表现出显著的促凝血功能，能够快速诱导血液凝固。进一步通过大鼠肝脏切口模型验证了该策略的止血效果： CBD- 凝血酶与 BC 基质的稳定结合将 BC 转化为具有生物活性的功能性止血敷料，可在 1 分钟内实现快速止血，表现出优越的即时止血能力。此外，研究系统开展了 T-BC 敷料的细胞毒性、溶血活性与组织相容性评价，相关结果表明该材料具有良好的生物安全性，支持其在临床烧伤创面修复中的应用。

在模拟深Ⅱ度烧伤削痂创面的大鼠模型中， T-BC 敷料展现出显著的促愈合效果。治疗组在第 5 天的创面闭合率明显高于未处理组，表明该材料可有效加速创面愈合进程。进一步的转录组学分析显示， T-BC 能够调控多条与血管新生、炎症消退和细胞外基质重塑相关的信号通路，提示其在多阶段创面修复过程中发挥协同作用。这一分子层面的调控作用亦得到了细胞水平和组织学结果的佐证，验证了 T-BC 在创面微环境中长期稳定存在的基础上，兼具止血与组织再生的双重功能。

综上所述， T-BC 敷料有效填补了烧伤创面护理中的关键技术空白，兼具快速止血与加速组织再生的双重功能，显著改善了创面修复效率并有望提升患者整体预后表现。通过蛋白功能模块—碳水化合物结合域—碳水化合物基质的可编程构建策略，该平台兼顾材料的模块化设计、生物功能性与临床相关性，为未来在急性创伤及慢性难愈性伤口治疗中的应用提供了广阔前景和发展潜力。

中国科学院深圳先进技术研究院 研究员 钟超 、副研究员 安柏霖 和上海交通大学医学院附属瑞金医院 刘琰 主任为本文的通讯作者。深圳先进技术研究院科研助理 王瑶敏 和 瑞金医院主治 医师 杨沛瑯 为本文共同第一作者。 中国科学院 深圳先进技术研究院副研究员 王艳怡 在本研究过程中提供了重要指导与支持。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202420338

制版人：十一

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