基于温敏季铵化甲壳素的海洋生物启发性强韧粘附贴片用于组织密封/修复与止血

针对现有生物粘合剂湿粘附性差、机械强度不足、易受胃肠液腐蚀等问题，研究人员受海洋甲壳类外骨骼和贻贝粘附机制启发，开发了温敏季铵化甲壳素(QCH)基强韧粘附贴片(MOTAP)。该贴片通过整合儿茶酚-醛基修饰透明质酸(DAHA)，实现了175 kPa的高粘附强度和92 kPa的爆破压力，显著提升胃肠穿孔密封、止血及感染伤口愈合效果，为组织创伤管理提供了创新解决方案。

　　

在军事冲突和民用事故中，组织创伤导致的急性出血每年造成全球超200万人死亡，而传统缝合术存在操作复杂、易引发吻合口漏等缺陷。尽管商业化的氰基丙烯酸酯粘合剂、纤维蛋白胶等材料已应用于临床，但其在潮湿组织上的粘附强度衰减、抗胃肠液腐蚀能力不足、机械顺应性差等问题仍制约着救治效果。受此启发，国内研究人员在《Carbohydrate Polymers》发表了一项突破性研究，通过仿生海洋甲壳类外骨骼的坚韧特性和贻贝的湿粘附机制，开发出兼具高强度与强粘附的多功能贴片。

研究团队采用乙醇凝固法将温敏季铵化甲壳素(QCH)与甘油增韧剂结合，制备出抗拉强度达88 MPa的基底膜(QCHF)；随后通过整合儿茶酚-醛基修饰透明质酸(DAHA)，构建了相互穿透的聚合物网络。关键技术包括：1) 甲壳素季铵化改性提升机械性能；2) 贻贝启发性DAHA合成；3) 体外爆破压力测试；4) 大鼠胃穿孔/肝损伤模型验证。

【Fabrication and characterization of MOTAP】
通过红外光谱和X射线衍射证实QCHF成功保留了甲壳素的晶体结构，热重分析显示其热稳定性达250°C。DAHA的儿茶酚氧化自聚交联使贴片在水下10秒内实现快速粘附，粘附强度超越纤维蛋白胶3倍。

【Mechanical and adhesive properties】
MOTAP的断裂伸长率(48%)显著优于商业材料，其92 kPa爆破压力可抵抗胃肠液冲击。流变学测试显示储能模量(G')达12 kPa，证实其适合动态生物环境。

【Hemostatic performance】
在大鼠肝损伤模型中，MOTAP使止血时间缩短至25秒，失血量减少82%。凝血实验显示其能激活血小板CD62P表达，促进纤维蛋白原交联。

【Anti-infection and wound healing】
凭借季铵基团的光热效应，MOTAP对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达99%。糖尿病大鼠感染伤口模型显示，其通过上调VEGF表达使愈合速度提升40%。

该研究创新性地将甲壳素机械强度与贻贝粘附化学相结合，解决了现有粘合剂"强度-粘性"不可兼得的矛盾。MOTAP在胃肠穿孔密封、动脉止血等场景展现的优异性能，为急诊救治提供了变革性工具。其完全生物可降解特性(QCHF28天降解率达75%)更符合临床需求，未来或可拓展至心血管封堵、腹腔镜手术等领域。研究团队特别指出，这种"基底膜+功能涂层"的设计范式，为下一代组织工程材料开发提供了新思路。