近日，华南理工大学王琳团队联合中山大学附属第六医院王辉、王怀明团队，开发了一种利用多肽-AIE纳米纤维（NFs-K18）构建可荧光示踪抗菌缝合线的新策略，并在四种商用缝合线上进行了验证。相关研究成果已经发表在国际权威期刊《Advanced Materials》（IF=29.4、一区top期刊）上。
手术用的缝线在缝合切口和促进伤口愈合中起着关键作用，但它们也面临手术部位感染（SSI）的问题。这种感染是因为细菌在手术部位的附着和侵入引起的。据估计，超过20%的医院感染是由SSI引起的。严重的SSI会导致额外手术、延长住院时间，甚至可能导致严重的疾病或死亡。
目前使用的大多数缝线在预防SSI方面效果有限。市场上唯一一种抗菌缝线是由强生公司生产的Coated VICRYL® Plus Antibacterial缝线，这种缝线使用了三氯生（triclosan）来预防细菌感染。然而，三氯生有一些负面影响，如细菌耐药性、干扰激素分泌，甚至可能与癌症有关。因此，研究人员正在寻找替代方法，开发新的抗菌缝线，但面临药物耐药性和细胞毒性等挑战。除了预防感染，实时监测缝线的状态也很重要，尤其是在缝线用于皮下组织等隐蔽区域时。如果这些区域的缝线断裂，可能会导致严重并发症，如腹膜炎和出血。监测缝线的降解状态还可以帮助医生预测伤口愈合的情况。
近年来，光动力疗法（PDT）引起了越来越多的关注。这种疗法使用光敏剂，在特定波长的光照射下产生活性氧（ROS）来杀死细菌和其他微生物。PDT不仅不会引起细胞毒性或药物耐药性，还能发出可见光，便于监测光敏剂的位置和状态。PDT已在伤口护理、口腔医学和皮肤病学等领域得到了应用。在这项研究中，作者将肽-AIE（聚集诱导发光）纳米纤维固定在四种常用缝线上，制备了四种类型的荧光可追踪抗菌缝线，包括丝线、聚乙醇酸缝线、聚（L-丙交酯-乙醇酸）缝线和羊肠缝线。这些缝线不仅能够发光，便于监测，还能通过PDT生成ROS，具有强大的抗菌能力。
纳米纤维功能化的抗菌缝合线制备示意图及其性能表征
文章中，作者使用广州博鹭腾生物科技有限公司AniView多模式动物活体成像系统检测了功能化的PGAS-NFs-K18和PGLAS-NFs-K18缝线在4毫米厚的鸡胸肉中的荧光穿透能力。经过24小时的白光照射和10次穿透鸡胸肉的操作后，缝线仍然保持了显著的荧光稳定性。
此外，在腹壁损伤模型中，利用AniView多模式动物活体成像系统可以对该缝合线的降解状态进行实时荧光监测。结果表明，在腹部皮肤闭合后，商用的缝合线未观察到荧光信号。相反，在功能化缝合线PGLAS-NFs-K18组的小鼠腹部皮肤下，原位观察到了显著的荧光信号。有趣的是，缝合线结节处的荧光特别明显。因此，我们可以通过结节数量推断缝合线的体内降解情况。例如，原位荧光观察发现，从第0天到第7天缝合线具有5个结节；从第14天到第21天，由于缝合线降解，结节数量减少到4个。随着降解的进行，结节数量从第21天到第35天减少至3个。该荧光成像结果与打开腹腔后观察到的结节数量一致。
体内实时荧光监测缝合线降解
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202400531