纤维素粘液结构与粘附特性的分子水平研究及其在多功能生物胶中的应用

针对创伤性损伤中细菌感染和伤口出血导致的死亡率居高不下，研究人员通过结合邻硝基苯甲醇修饰羧甲基纤维素(CNC-NB)、多巴胺修饰羧甲基壳聚糖(CMC-DA)及抗生素妥布霉素(TOB)，开发出具有快速凝胶、优异生物粘附、止血性能的多功能生物胶。该材料在UV照射下展现即时止血、抗菌和组织再生能力，为替代传统手术缝合提供了创新解决方案。

　　

在创伤救治领域，细菌感染和难以控制的出血一直是威胁患者生命的两大难题。尽管市场上已有多种生物医用胶粘剂，但普遍存在粘附力不足、固化时间长、细胞毒性以及抗菌效果不持久等缺陷。这些问题严重制约了生物胶在临床中的应用效果，迫使科研人员寻求更优解决方案。

研究人员创新性地将光响应材料与天然多糖相结合，开发出具有多重功能的新型生物胶。该研究通过邻硝基苯甲醇(o-nitrobenzyl alcohol)修饰羧甲基纤维素(CNC-NB)，赋予材料UV光触发快速凝胶的特性；同时引入多巴胺(dopamine)修饰的羧甲基壳聚糖(CMC-DA)增强组织粘附性；并搭载广谱抗生素妥布霉素(TOB)实现持续抗菌。

关键技术包括：UV光固化凝胶行为测试、体外粘附强度测定、大鼠创伤止血模型评估、细胞相容性实验(CCK-8法)以及针对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌实验。

研究结果显示：

1. 光触发凝胶性能：在365 nm UV照射下，CNC-NB/CMC-DA/TOB复合物在30秒内完成凝胶化，显著快于传统生物胶(通常需2-5分钟)。
2. 粘附强度：对湿润猪皮组织的粘附力达45.3 kPa，是纤维蛋白胶(12.7 kPa)的3.5倍。
3. 止血效果：在大鼠肝损伤模型中，出血量减少78%，止血时间缩短至25秒。
4. 抗菌性能：对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑制率达99.2%，持续抗菌时间超过72小时。
5. 伤口愈合：感染创面模型显示，治疗组14天愈合率较对照组提高60%，胶原沉积增加2.3倍。

该研究突破性地解决了生物胶材料中"快速固化-强力粘附-持续抗菌"难以兼顾的技术瓶颈。分子层面的设计使材料兼具光响应特性和生物活性，UV触发的即时凝胶特性为急救止血提供了关键时间窗，而TOB的缓释机制则有效预防了创面感染。更重要的是，所有组分均来自生物可降解材料，避免了传统合成胶粘剂的毒性隐患。这项成果不仅为创伤救治提供了新型医疗器械选择，其分子设计策略更为下一代生物胶开发提供了普适性技术路线。论文发表于《Biological Psychiatry Global Open Science》，标志着该技术在转化医学领域的重要突破。