纤维素微球表面工程化：基于淀粉样蛋白聚集的胆红素吸附材料研发

为解决血液灌流中传统吸附材料生物相容性差的问题，研究人员通过淀粉样蛋白相变技术构建了以纤维素微球(CMs)为核、相变溶菌酶(PTL)为壳的CM@PTL-5吸附剂。该材料实现35.8 mg/g的动态吸附容量，胆红素吸附能力是纯CMs的2.33倍，同时具备优异的血液相容性，为肝肾功能衰竭患者的血液净化提供了新方案。

　　

在肝肾功能衰竭患者的治疗中，血液灌流技术是清除胆红素等毒素分子的关键手段。然而现有吸附材料面临两难困境：活性炭和树脂等传统材料吸附性能有限，而碳纳米管、金属有机框架等新型材料虽能提升吸附容量，却因生物相容性问题难以临床应用。更棘手的是，即便是天然聚合物复合材料，添加的无机组分（如MXene）仍可能导致细胞存活率低于80%，严重制约治疗效果。

为解决这一难题，湖北化学纤维集团有限公司等机构的研究人员创新性地将地球上最丰富的天然聚合物——纤维素，与具有淀粉样蛋白聚集特性的溶菌酶相结合。通过表面工程技术构建了核壳结构的CM@PTL吸附剂，相关成果发表在《Carbohydrate Polymers》期刊。该研究采用低温碱/尿素溶解法制备4 wt%纤维素溶液，通过热诱导溶胶-凝胶转变形成微球核心，再利用淀粉样蛋白组装介导的表面修饰技术，构建可控厚度的PTL功能层。通过7次涂层循环使PTL粒径从179 nm调控至806 nm，实现吸附性能的精确调节。

【材料制备与表征】部分显示，CM@PTL-5吸附剂通过FTIR和XPS证实成功引入羧基、氨基等活性基团，BET测试显示其比表面积达152 m²/g，孔径分布集中在5-20 nm范围，为胆红素分子(分子量584.66 Da)提供了理想吸附空间。

【吸附性能研究】揭示胆红素在CM@PTL上的吸附符合Langmuir单层化学吸附模型，CM@PTL-5的饱和吸附量达72.4 mg/g，动态实验中突破体积达107.3 mL。特别值得注意的是，在含80 mg/mL BSA的模拟血浆中仍保持85%吸附效率，远超传统材料。

【生物相容性评估】通过溶血率(<3%)、血小板吸附(<15%)和细胞存活率(>95%)等系列实验证实，该材料完全规避了MXene等无机添加剂的细胞毒性问题。L929细胞培养5天后增殖状态良好，证明纯天然组分构建策略的成功。

这项研究的意义在于：首次将相变溶菌酶的界面粘附特性与纤维素微球的机械强度相结合，开创了无金属元素的纯天然高吸附材料体系。其表面工程技术可拓展至壳聚糖、甲壳素等体系，为血液净化材料研发提供了新范式。国家自然科学基金(52373104)资助的这项成果，不仅解决了吸附容量与生物安全性的矛盾，更通过可规模化的制备工艺（控制纤维素浓度、油水比和搅拌速度即可调控微球尺寸），展现出显著的临床转化潜力。