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研究表明，术后部位感染已经成为影响病人术后康复的重大负面因素之一。据欧洲疾控中心预估，欧盟每年约有410万病人会遭受相关感染侵扰。手术缝合线作为手术过程中常用的医疗耗材，可以有效地加快创面愈合速度，但与此同时，普通手术缝合线缺乏抗菌性能，细菌极易在上面粘附增殖生成细胞膜，最终引发创面位置感染。为了克服现有的蚕丝缝合线无抗菌性能的劣势，研究人员将不同种类的抗生素涂覆在缝合线表面，然而细菌对抗生素极易产生耐药性，因此，为了避免滥用抗生素，制备一种无需抗生素等药物的手术缝合线具有十分重大的意义。抗菌肽（AMP），在哺乳动物对侵袭性细菌感染的先天免疫 中扮演着重要的角色，具有广谱抗菌的特性。但是大多数AMP不稳定且可能存在潜在的细胞毒性，从而限制了其在临床上的进一步应用。最近的研究表明，通过DNA重组技术可以将AMP嵌合到蛛丝蛋白中，从而增加AMP的稳定性和抗菌性能。蛛丝蛋白作为一种新型的生物大分子，具有优异的理化性能和生物相容性，已被广泛应用于生物医药领域。基于此，近日，来自葡萄牙的Rui L. Reis 和Isabel B. Leonor 教授团队利用DNA重组技术将抗菌肽6mer-HNP1整合在蛛丝蛋白中，再将其通过浸涂的方式涂覆在商用的蚕丝手术缝合线（Perma-Hand®）表面，从而获得具有优异抗菌性能的新型手术缝合线。抗菌实验结果表明，浸涂含抗菌肽的蛛丝蛋白后，新型手术缝合线的力学性能无明显变化，具有优异的生物相容性和血液相容性，最重要的是，它能够有效抑制细菌的粘附和菌膜的生成，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠杆菌（E.coli）的阻粘能力分别提升了15倍和20倍。图1 蛛丝蛋白（不含抗菌肽-6mer，含抗菌肽-6mer-HNP1）的分子量解析：文章中采用的两种不同的蛛丝蛋白的分子量相近，分别是27kDa（6mer）和30kDa（6mer-HNP1），利用浸涂方法将蛛丝蛋白涂覆到缝合线表面后，可以观察到缝合线表面出现了不规则的蛋白分子，证实蛛丝蛋白被成功涂覆到缝合线表面。表1 不同方式处理后的缝合线的直径和质量![]()
解析：表面涂覆蛛丝蛋白后，缝合线的直径和质量显著增加，但是其降解性能和力学性能无显著变化。图5 不同方式处理后的缝合线细菌粘附荧光图及SEM解析：采用VicrylPlus®缝合线（含三氯沙抗菌药）作为阳性对照组，抗菌试验结果表明，相较于未处理的Perma-Hand®缝合线，涂覆含抗菌肽的蛛丝蛋白之后，抗菌效果有效提升，在缝合线表面已观察不到明显的细菌粘附。解析：表面涂覆蛛丝蛋白后并不影响缝合线的生物相容性，细胞仍能够正常增殖。同时，缝合线的溶血率也没有较大的变化，具有较好的血液相容性。结论：作者通过DNA重组技术将抗菌肽HNP1嵌合到蛛丝蛋白内部，降低了其潜在的细胞毒性的同时也可以长效维持其抗菌性能。通过浸涂将蛛丝蛋白涂敷在缝合线表面，在不影响缝合线的理化性能和生物相容性的前提下，赋予了其优异的抗菌性能，具有极为广阔的应用前景。相关工作以“Antimicrobial coating of spider silk to prevent bacterial attachment on silk surgical sutures ”为题发表在国际著名期刊《Acta Biomaterialia》上。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706119306166?via%3Dihub声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
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