东南大学赵远锦、国科温州研究院王小成ACS Mater Lett：用于逐步治疗出血性伤口的仿生不对称双层敷料

天然皮肤具有致密表皮层和松散的真皮层。其中，致密的表皮可以保护皮下组织免受物理、化学或生物刺激，并防止体内电解质和水分的流失；而疏松的真皮通常可以保护毛细血管和腺体，使其形成吸收水分和营养的离子通道。受到天然皮肤具有的这种不对称双层结构的启发， 东南大学 赵远锦 教授团队和 国科温州研究院 王小成 研究员团队 设计了一种具有时空可控的止血和促血管生成能力的多功能不对称双层敷料（ BSP-PNS@CMCS ），用于治疗出血性伤口。 BSP-PNS@CMCS 敷料内层为含有白芨多糖（ BSP ）的海绵松散层，外层为载有三七皂苷（ PNS ）的羧甲基壳聚糖（ CMCS ）水凝胶致密层。其中， BSP 可缩短凝血相关酶的活化时间并增加纤维蛋白原含量进而加速凝血过程。 PNS 具有内在的促血管生成作用和组织再生活性。 CMCS 可以与带负电荷的细菌细胞膜结合并相互作用，表现出了优异的抗菌性能。研究表明，将 BSP-PNS@CMCS 置于出血性伤口处，内层 BSP 海绵可作为止血屏障牢固粘附在伤口上，在数秒内快速封闭伤口，并在 5 分钟内溶解以释放 BSP 引发纤维蛋白凝块的形成进而实现止血。外层 PNS@CMCS 层则作为一种促血管生成敷料，逐渐释放 PNS 以刺激血管生成，并具有优异的抗菌能力，进而可加速伤口愈合。体外和体内实验结果表明，设计的 BSP-PNS@CMCS 敷料可以有效实现逐步治疗出血性伤口。 该工作以“ Bioinspired Asymmetric Double-Layer Dressings for Stepwise Treatment of Hemorrhagic Wounds” 为题发表在 24 年的《 ACS Materials Letters 》上。

【制备工艺】

（ 1 ） PNS@CMCS 层的制备： 首先将 CMCS 、海藻酸钠和 PNS 分散到去离子水中（质量分数分别为 4% 、 0.5% 、 0.1% ）得到 CMCS 预凝胶。然后将其加到聚二甲基硅氧烷（ PDMS ）模具中，使用 10% 的 CaCl ₂ 溶液喷涂 CMCS 预凝胶表面，诱导海藻酸钠与钙离子发生反应以防止其变形。再将模具浸泡在 1% 的 CaCl ₂ 溶液中超过 2 小时使其完全凝胶化，后用去离子水洗去过量的钙离子。冷冻干燥将 PNS@CMCS 从模具上剥离得到 PNS@CMCS 层。

（ 2 ） BSP 层的制备： 将 BSP 和卡波姆 940 （质量浓度分别为 5% 、 1% ）分散到去离子水中，得到 BSP 预凝胶。将其滴加到模具中，随后在 -80 ℃下冷冻得到 BSP 层。

（ 3 ） BSP-PNS@CMCS 敷料的制备： 将冷冻的 PNS@CMCS 层叠加到冷冻的 BSP 预凝胶的顶部，并将双层样品用液氮快速冷冻，干燥后得到 BSP-PNS@CMCS 敷料。

【文章亮点】

1. 创新的双层结构敷料： 受到天然皮肤的启发设计制备了一种具有不对称双层结构的新型敷料，内层用于紧急止血，外层用于促进伤口愈合，实现了逐步治疗出血性伤口。

2. 优异的止血能力： 内层 BSP 海绵具有松散多孔的微观结构，可有效粘附和保留血细胞，这种结构还能与组织间产生良好的相互作用，因而可牢固地粘附在伤口处进而有效密封伤口。此外， BSP 海绵具有良好的溶解性，可在 5 分钟内溶解，释放出含有的 BSP 进一步促进凝血。因此， BSP-PNS@CMCS 敷料具有优异的止血能力。

3. 促进血管生成及伤口愈合： 实验表明， BSP-PNS@CMCS 敷料内层 BSP 海绵层的溶解对血管生成有一定的促进作用；在实现止血后，外层 PNS@CMCS 层会快速释放 PNS ，有效促进血管生成和胶原蛋白沉积。此外，该敷料可完全覆盖伤口，大幅减少伤口处的细菌感染；含有的 CMCS 具有良好抗菌能力，能高效抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长，从而减轻组织炎症反应。综上所述， BSP-PNS@CMCS 敷料可有效促进血管生成、胶原蛋白沉积、减轻炎症反应进而加速伤口愈合。

图 1. 用于逐步治疗出血性伤口的双层 BSP-PNS@CMCS 敷料示意图。

图 2. BSP-PNS@CMCS 敷料的制备和表征。

图 3. BSP-PNS@CMCS 敷料的体外止血性能。

图 4. BSP-PNS@CMCS 敷料的体内止血性能。