手术部位感染的发生率高达12.5%,其会导致伤口恢复迟缓、手术失败,甚至危及生命。而手术植入材料已被确定为手术部位感染的主要原因之一。因此,开发抗菌手术缝合线迫在眉睫。但是缝合过程所需的高温、抗菌剂不能很好地附着在缝合线表面等问题限制了其发展。
基于此,武汉大学研究团队开发了一种简单的方法,利用单宁酸(TA)使缝合线进行阶段性抗菌控制。首先是自聚合聚单宁酸(PTA)和TA在水溶液中的可逆转化,较高的pH值更容易引发TA的电子损失,从而促进TA在碱性条件下形成醌结构和氧化交联。在低pH条件下,大部分羟基被质子化,导致PTA交联失稳。
PTA对材料表面具有强附着力,而TA能够轻易附着在PTA上通过氢键和π-π结合形成聚合物-单体复合物,从而形成了一种由PTA和TA组成的复合涂层MPTA。这种涂层制备过程温和,不使用任何有机溶剂,同时保留了基质材料的原始性质,不仅可用于缝合线,而且可用于其他植入器械。
在最初阶段,MPTA植入体内,切口部位更容易感染。由于无菌性或细菌性炎症,局部组织的血管收缩会限制营养和氧气的血液供应,从而导致糖酵解,进而使得周围的pH值降低。后期随着切口愈合和局部血管扩张,伤口部位开始由有氧代谢取代糖酵解,pH逐渐由酸性升高到正常值。在第二阶段,PTA的降解率完全取决于切口部位的pH值,即这一阶段的TA释放是根据切口愈合程度量身定制的,从而实现生物可调的持续抗菌预防。因此,单独使用MPTA涂层可以分别满足主要创面愈合阶段两个复杂而不同的抗菌需求。
通过抑菌实验,研究者发现MPTA涂层对E.coli