铜离子螯合壳聚糖涂层导尿管在临床应用中协同抗菌与抗炎效应的研究

研究人员针对临床导尿管易引发感染和炎症的问题，开发了一种铜离子(Cu2+)螯合壳聚糖涂层的导尿管。通过体外和体内实验验证，该涂层展现出显著的协同抗菌(对抗E. coli和S. aureus)和抗炎(降低IL-6和TNF-α水平)效果，且生物相容性良好。这项研究为临床导管相关感染(CAUTI)的防治提供了创新解决方案。

　　

在临床医疗实践中，导尿管是不可或缺的医疗器械，但长期留置导致的导管相关尿路感染(CAUTI)和炎症反应始终是困扰医患的难题。传统抗生素涂层存在耐药性风险，而单一功能的抗菌材料又难以同时解决感染和炎症的双重挑战。这一临床痛点激发了Minhoo Chung团队的研究灵感——能否开发一种兼具抗菌和抗炎双重功能的智能涂层？

研究团队创新性地将天然多糖壳聚糖(Chitosan)与铜离子(Cu²⁺)通过螯合作用结合，构建出多功能复合涂层。壳聚糖本身具有广谱抗菌性，而铜离子不仅能增强抗菌效果，还展现出抗炎特性。通过精确调控螯合工艺，团队成功在导尿管表面形成稳定均匀的功能涂层，这种协同作用机制为医疗器械表面改性提供了新思路。

关键技术包括：1) 电化学沉积法构建Cu²⁺-壳聚糖复合涂层；2) X射线光电子能谱(XPS)表征元素价态；3) 体外抗菌实验采用标准菌株(ATCC 25922和6538)；4) 小鼠模型评估体内抗炎效果；5) CCK-8法检测细胞相容性。

研究结果显示：

1. 1.

   材料表征证实成功制备Cu²⁺螯合壳聚糖涂层，铜负载量达15.6±2.3 μg/cm²；

2. 2.

   抗菌实验显示对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达99.2%和97.8%；

3. 3.

   炎症因子检测表明TNF-α和IL-6水平较对照组降低68%-72%；

4. 4.

   细胞毒性实验证实材料符合ISO 10993-5生物相容性标准。

这项发表于《Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy》的研究具有多重意义：首先，突破性地实现抗菌-抗炎双功能协同，较传统单一功能涂层具有临床优势；其次，采用天然材料与微量金属离子的组合，规避了抗生素耐药性问题；最后，简易的涂层工艺便于规模化生产。Dae-Won Cho等通过体内外实验系统验证，该技术可显著降低CAUTI发生率，为医疗器械表面功能化提供了可推广的技术范式。

值得注意的是，Changkyoo Park团队在讨论中指出，铜离子的缓释控制仍是未来优化重点。虽然当前研究证实了72小时内持续有效，但更长期的留置效果仍需跟踪评估。这项研究不仅为导尿管改良提供直接解决方案，其技术路线还可拓展至其他植入式医疗器械的表面功能化设计，展现出广阔的转化医学前景。