抗菌水凝胶治愈耐药菌烧伤感染！西工大黄维院士、李鹏教授和浙二医院韩春茂教授合作开发出新型伤口敷料

西北工业大学黄维院士团队、李鹏教授课题组与浙江大学医学院附属第二医院韩春茂教授课题组合作开发出基于抗菌肽（ε多聚赖氨酸）和儿茶酚的新型抗感染水凝胶敷料，该敷料在抗菌、抵抗生物被膜形成、促进伤口愈合等方面展现出优良性能。研发背景烧伤和创伤伤口易受细菌污染导致感染，引发败血症、急性肾衰竭等并发症。耐药性细菌如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和耐多药鲍曼不动杆菌（MRAB）的出现加剧了威胁。生物被膜在伤口处的形成增强了病菌对抗生素的耐受性，阻碍治疗，并引发过度炎症，抑制伤口愈合，是慢性不愈合伤口形成的主要原因之一。超过2%的美国人口受慢性不愈合伤口困扰，每年治疗伤口感染花费约200亿美元。水凝胶敷料的制备该敷料为一种水凝胶，通过贻贝仿生化学，利用价格低廉的儿茶酚和具有广谱抗菌效果的ε多聚赖氨酸在碱性条件下（pH=8.6）发生迈克尔加成和席夫式碱反应，一步法简便制备。水凝胶敷料的性能抗菌性能：通过设置不同的ε多聚赖氨酸浓度（10mM，20mM，30mM），制备了一系列具有不同抗菌功能的水凝胶敷料。所有水凝胶具有优良的体外接触杀菌性能，对于ε多聚赖氨酸含量最高的水凝胶（CT/EPL30），在与细菌共同孵育4小时之后就能杀死99.9%以上的MRSA和MRAB。在小鼠烧伤感染模型中，CT/EPL30水凝胶能够有效减少空白对照组中99.9%以上的细菌。抵抗生物被膜形成：CT/EPL30水凝胶能有效抑制MRSA生物被膜的形成。利用三维共聚焦显微镜观察可知，相比于CT/EPL30水凝胶组，对照组上面的细菌大量滋生形成了生物被膜。在小鼠烧伤感染模型中，CT/EPL30水凝胶能抑制烧伤皮肤上生物被膜的形成。生物相容性：CT/EPL30水凝胶具有优良的体外生物相容性。促进伤口愈合：在大鼠皮肤破损模型中，相比于两个对照组（saline和PEGDA），CT/EPL30具有更优良的促组织修复能力。在第3天，CT/EPL30水凝胶的伤口闭合率达到了75%，显著高于两个对照组（P 0.01）；在第6天，CT/EPL30水凝胶组的伤口闭合率（94%）仍显著高于两个对照组（P 0.05）；在第10天，CT/EPL30水凝胶处理的伤口基本上达到了完全愈合状态。研究人员进一步通过病理H&E组织切片验证了CT/EPL30水凝胶促伤口愈合的功能。并通过免疫组化和免疫荧光分析，发现该水凝胶通过降低伤口的炎症以及上调表达伤口处的血管内皮生长因子来促进伤口的愈合。研究团队与资助南京工业大学硕士研究生徐淼和浙江大学医学院附属第二医院博士研究生Abidullah Khan为论文的共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划（2018YFC1105402和2017YFA0207202）、国家自然科学基金（21875189）、江苏省重点研发计划（BE2017740）等基金的资助。成果发表相关成果近期发表在ACS Applied Bio Materials（DOI:10.1021/acsabm.9b00353）和Bioscience Reports（DOI:10.1042/BSR20190504）上。全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsabm.9b00353http://www.bioscirep.org/content/39/6/BSR20190504