《Biomaterials Advances》：Silk fibroin based in situ antibacterial hydrogel for urethral defect repair
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•开发了一种基于丝素蛋白的水凝胶来填充尿道下裂的不规则处。•SFPLMA 水凝胶具有有效的抗菌功效。•SFPLMA 水凝胶有效促进轴突再生。•SFPLMA 水凝胶改善了兔模型中的尿道重建引言尿道在生殖过程中起着至关重要的作用，这对于维持正常的生理功能至关重要 [1]。尿道损伤
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开发了一种基于丝素蛋白的水凝胶来填充尿道下裂的不规则处。
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SFPLMA 水凝胶具有有效的抗菌功效。
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SFPLMA 水凝胶有效促进轴突再生。
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SFPLMA 水凝胶改善了兔模型中的尿道重建
引言
尿道在生殖过程中起着至关重要的作用，这对于维持正常的生理功能至关重要 [1]。尿道损伤是一种常见的临床疾病，会损害尿道结构并导致功能丧失，例如尿道下裂，从而对患者生活质量产生不利影响 [2]。受伤后，尿道组织通常面临很高的细菌感染风险，导致创伤后尿道狭窄 [3], [4]。目前，尿道损伤的临床策略涉及从各种组织获取的自体移植物，如肉膜、阴囊中隔和皮肤 [5]。然而，自体移植治疗后通常会发生尿道狭窄、瘘管和组织裂开 [6], [7], [8]。
尿道组织工程已成为一种利用生物材料实现再生治疗的有前景的方法 [9], [10], [11], [12]。由于其出色的生物相容性和生物活性，天然来源的生物材料不仅有助于恢复结构完整性，还能减轻炎症反应，从而促进组织再生并恢复尿道功能 [13], [14], [15], [16]。丝素蛋白 (SF) 是一种从蚕丝中提取的天然聚合物，由轻链和重链组成，在体内表现出卓越的生物相容性和生物可降解性 [17], [18], [19]。利用这些优势，已成功开发出多种形式的 SF 基材料用于组织工程，包括电纺膜、水凝胶和薄膜 [20], [21], [22]。通过将丝素蛋白与其他聚合物（如聚乳酸或无细胞基质）结合，在尿道重建中实现了增强的治疗效果 [23], [24], [25]。
然而，缺乏有效的抗菌特性极大地限制了丝素蛋白在尿道组织工程中的应用。另一方面，由于尿道独特的狭窄管状结构，水凝胶的过度肿胀可能会损害尿道腔，从而增加尿道梗阻或狭窄的风险 [26], [27]。此外，尿道损伤可能会损害尿道神经，这对于协调尿液控制、排尿反射、感觉感知和性功能至关重要。在尿道下裂修复过程中，尿道神经网络的损伤可能会损害长期功能恢复，即使解剖重建成功 [28]。虽然水凝胶已被应用于尿道损伤和维持尿道结构，但目前的单一成分或未改性的水凝胶支架很难达到理想的效果，因为这些水凝胶面临严重的问题，如缺乏抗菌活性、无法填充不规则处以及对尿道相关神经损伤无效 [29]。
在本研究中，我们通过结合甲基丙烯酸改性丝素蛋白 (SFMA) 和甲基丙烯酸改性聚赖氨酸 (PLMA) 开发了一种具有原位形成能力的光敏丝素蛋白基水凝胶 (SFPLMA)，以促进兔模型中尿道缺损的再生。具体而言，丝素蛋白和聚赖氨酸的甲基丙烯酰改性使 SFMA 和 PLMA 能够通过光诱导的迈克尔加成反应进行快速光交联，使生成的水凝胶能够贴合并填充与尿道下裂相关的先天性不规则缺陷。PLMA 含有大量源自赖氨酸的氨基和带正电荷的位点。这些阳离子基团可能与带负电荷的细菌膜发生静电相互作用，破坏膜的完整性，从而赋予 SFPLMA 水凝胶抗菌活性。此外，聚赖氨酸提供的带正电荷且细胞粘附的界面可以增强细胞 - 材料相互作用，并促进神经元粘附和神经突生长。因此，将 PLMA 掺入水凝胶系统赋予了 SFPLMA 潜在的神经再生特性。在兔模型中的体内评估显示，使用 SFPLMA 水凝胶治疗显著降低了尿道狭窄和瘘管的发生率，同时增强了尿道上皮和平滑肌的再生。（方案 1）。
章节摘要
光敏丝素蛋白基水凝胶 (SFPLMA) 的合成
称取 40.38 克无水溴化锂并溶于去离子水中。溶液冷却后，将其稀释至最终体积为 50 毫升，最终浓度为 9.3 摩尔/升。制备了 10.0 克上述风干丝素蛋白，并在 60 °C 水浴中将松散的丝素蛋白加入 LiBr 溶液中。丝素蛋白完全加入后，在 60 °C 下继续搅拌 30 分钟。同时
水凝胶的制备与表征
SFMA 和 SFPLMA 水凝胶是通过基于甲基丙烯酸基团中双键的光诱导迈克尔加成的紫外光交联过程合成的，呈现出均匀透明的外观。精确结构、坚固的交联网络的形成使得成功进行原位聚合以填充尿道下裂的先天性不规则处（图 1A）。水凝胶的多孔微观结构对于其作为生物材料的功能至关重要，因为它们
结论
总之，我们报道了一种光响应抗菌水凝胶系统，通过结合甲基丙烯酸改性丝素蛋白 (SFMA) 和甲基丙烯酸改性聚赖氨酸 (PLMA)，成功填充了尿道下裂的先天性不规则处，以促进尿道缺损的再生。该水凝胶系统表现出良好的生物相容性、合适的机械性能以及针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等病原体的出色抗菌功效。通过将 PLMA 引入水凝胶
CRediT 作者贡献声明
张舒萱: 写作 – 初稿，可视化，调查，形式分析，数据整理。 罗逸书: 写作 – 初稿，可视化，软件，方法论，调查，形式分析，数据整理。 季灵华: 可视化，验证，调查，形式分析。 张晨曦: 可视化，验证，形式分析。 凌爵: 写作 – 审查与编辑，写作 – 初稿，可视化，指导，资源，资金获取，概念化。
竞争利益声明
作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系可能会影响本文报道的工作。
致谢
张舒萱和罗逸书对本工作贡献相等。本研究得到了国家自然科学基金 (82171587, 82471631 和 32471412)、江苏省自然科学基金 (项目编号 BE2022766)、江苏省高等教育自然科学基金 (22KJA310003) 以及江苏省省级临床医学研究中心的资助。
张舒萱 | 罗逸书 | 季灵华 | 张晨曦 | 凌爵 | 葛文梁
