基于弹性蛋白样多肽与三氯生修饰的PCL膜在组织再生中实现无菌保护与功能重建

本研究针对组织工程中PCL材料抗菌性不足、细胞亲和力差等关键问题，通过仿生贻贝粘附技术构建了polydopamine(PDA)涂层的PCL支架，负载elastin-like polypeptide(ELP)和triclosan(TCS)，开发出兼具抗菌(MRSA抑制率达93.29%)、促血管/神经再生(CD31和PGP9.5表达提升4-11倍)和机械性能(孔隙率69.5%)的多功能支架，为感染性创面修复和骨缺损再生提供了创新解决方案。

　　

在组织修复领域，传统材料面临三大困境：抗菌性能不足易导致感染、缺乏细胞识别位点影响组织整合、机械强度与生物活性难以兼顾。尤其对于糖尿病足溃疡和骨缺损等复杂创面，耐药菌感染（如MRSA）和血管/神经再生障碍更是临床治疗的"阿喀琉斯之踵"。现有解决方案如银纳米粒子(Ag⁺
)存在细胞毒性，而抗生素负载又面临耐药性风险。如何开发兼具抗菌安全性和促再生功能的智能材料，成为组织工程领域的重大挑战。

西北大学的研究团队在《Materials Today Bio》发表创新成果，通过仿生策略将海洋贻贝粘附机制与生物活性分子巧妙结合。研究人员采用3D打印构建多孔PCL支架基底，通过多巴胺氧化自聚形成polydopamine(PDA)界面层，进而接枝elastin-like polypeptide(ELP)并负载广谱抗菌剂triclosan(TCS)，创建了"三位一体"的P-DET功能化支架。关键技术包括：熔融电写(MEW)精确控制支架孔隙结构(68-70%)，Schiff碱/Michael加成反应实现ELP共价固定，BCA法/荧光标记定量药物释放动力学，以及建立小鼠皮下/肌袋模型验证体内性能。

【材料制备与表征】扫描电镜显示3D打印支架纤维直径12.21±2.48μm，PDA修饰使接触角从89.23°降至56.53°。FTIR证实TCS特征峰(789cm^-1
)，DSC显示ELP使熔点提升至57°C。力学测试证实改性未影响弹性模量等关键参数。

【抗菌性能】抑菌圈实验显示P-DET对S.aureus抑制面积达4.92cm²
(48h)，显著高于E.coli(1.60cm²
)。活死染色显示MRSA死亡率达93.29%，小鼠感染模型证实植入7天后细菌载量降低99%。

【生物相容性】CCK-8显示材料浸提液对HUVECs增殖无抑制，但划痕实验发现TCS使HDF迁移率降低49.34%。皮下植入28天后，P-DET组I型胶原占比(52.85%)显著高于PCL(12.71%)，PGP9.5神经标记表达量达PCL的4.2倍。

【肌袋植入实验】CD31免疫荧光显示P-DET血管密度在8周时达峰值，CD86炎症指标随时间递减，证实材料具有动态调节宿主反应的能力。

该研究突破性地将仿生界面工程与可控释放策略相结合，其科学价值体现在三方面：首先，PDA介导的ELP/TCS共价固定解决了传统物理混合的药物突释问题；其次，ELP的温敏特性为开发智能响应型敷料奠定基础；最后，针对MRSA的特异性抑制为耐药菌感染防控提供新思路。临床转化方面，该技术可拓展至烧伤敷料、GBR膜等场景，其模块化设计更为其他功能化材料开发提供普适性模板。未来研究可进一步优化ELP/TCS配比，并探索其在动态应力环境中的长期稳定性。