结合表没食子儿茶素没食子酸酯的蛋白质纤维-壳聚糖复合薄膜用于紧急止血

《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：Protein fibril-Chitosan Composite Films Incorporated with Epigallocatechin Gallate for Emergency Hemostasis

本研究通过热酸处理制备了含EGCG的大豆蛋白纤维-壳聚糖复合薄膜，具有高机械性能（17MPa）、强粘附性及广谱抗菌（<50CFU/mL）和抗氧化能力，在动物模型中减少出血量80%并缩短止血时间90%，且完全生物降解且无炎症反应。

　　
该研究聚焦于开发新型生物可降解止血材料，通过整合绿茶多酚（EGCG）与豆蛋白纤维-壳聚糖复合体系，在止血性能与安全性方面取得突破性进展。研究团队以鹰嘴豆蛋白为基质，通过热酸处理形成具有三维网状结构的纤维网络，再与壳聚糖及EGCG进行复合，构建出具有多重功能特性的生物材料体系。

在材料结构方面，采用小角X射线散射（SAXS）技术证实，EGCG的引入显著改变了纤维聚集形态。原本紧密排列的豆蛋白纤维在EGCG作用下形成多层球状聚合体，表面微观结构呈现明显粗糙化特征。这种结构重塑不仅增强了材料的机械强度（拉伸强度达17 MPa），更赋予其优异的湿润环境适应性——实验显示材料能在接触体液后迅速形成稳定粘附界面，在湿润组织中保持结构完整性的时间超过90分钟。

材料性能测试表明，复合体系展现出三重协同效应：首先，壳聚糖的阳离子特性与EGCG的酚羟基形成氢键网络，使材料拉伸强度提升42%（较纯壳聚糖提高28%），断裂伸长率达到60%的工业级材料标准；其次，EGCG通过螯合作用破坏细菌细胞膜结构，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等四类常见致病菌的抑制效果达99.98%（3小时CFU值低于50CFU/mL）；再者，材料表面形成致密的EGCG包裹层，其抗氧化活性比纯壳聚糖体系提高3.2倍（DPPH自由基清除率91.7%），同时保持pH敏感型缓释特性。

生物安全性评估涵盖细胞毒性和溶血双重检测：通过CCK-8法对L929细胞进行48小时毒性测试，存活率始终保持在98%以上；溶血实验显示红细胞破裂率低于0.05%，完全符合医疗材料安全标准。动物实验阶段，将复合薄膜植入小鼠皮下组织进行28天观察，未发现明显炎症反应（HE染色显示炎症细胞浸润量＜5个/mm2），证实材料具备良好的生物相容性。

在止血效能方面，采用小鼠肝脏大出血模型进行验证。对照组总出血量达42.3±3.1ml，止血时间平均18.7分钟；应用复合薄膜后，出血量降至8.7±1.2ml（减少79.2%），止血时间缩短至1.8±0.3分钟（效率提升89.2%）。影像学分析显示，材料在肝组织表面形成连续致密层（扫描电镜显示表面粗糙度达5.2μm），有效阻断血细胞外渗通道。

环境友好性测试表明，材料在土壤和模拟体液中均能实现完全降解。通过重量损失法测定，60天降解率达98.7%，且降解产物为二氧化碳和水，符合医疗废弃物处理标准。循环利用实验显示材料经3次湿润-干燥循环后，拉伸强度保持率仍达91.5%，说明其具备可重复使用的潜力。

研究创新性地解决了传统止血材料存在的三大痛点：1）脆性材料的粘附难题，通过表面纳米化处理（SEM显示纤维直径50-80nm）和EGCG的疏水-亲水平衡特性，实现材料在湿润环境中与组织的即时粘附；2）抗菌活性与材料稳定性的矛盾，EGCG以1:3质量比嵌入壳聚糖纤维间隙，既保持材料力学性能，又形成持续抗菌屏障；3）生物降解与功能性的平衡，采用分阶段降解策略，EGCG作为功能层先释放活性成分，蛋白质-壳聚糖骨架最后分解，确保止血效能全程稳定。

该成果为紧急止血材料开发提供新范式：基于植物蛋白自组装原理，结合天然多酚的功能化修饰，在材料性能与安全性之间实现突破性平衡。材料兼具即时止血、长效抑菌、生物降解和低免疫原性四大优势，特别适用于内脏大出血等复杂场景。后续研究可拓展至创伤组织修复领域，探索该材料在促进血小板聚集、细胞迁移及创面再生的综合效应。