官方网站-首页

【导语】面对烧伤、创伤，传统止血方法效率低、损伤大、愈合难。中国科学院深圳先进技术研究院钟超团队利用合成生物(wù)学(xué)，研(yán)发(fā)出(chū)新(xīn)型(xíng)生(shēng)物(wù)敷(fū)料(liào) T-BC，大(dà)鼠(shǔ)实(shí)验(yàn) 1 分(fēn)钟(zhōng)内(nèi)快(kuài)速(sù)止(zhǐ)血(xuè)，愈(yù)合(hé)速(sù)度(dù)提(tí)升(shēng)约(yuē) 40%，为(wèi)患(huàn)者(zhě)带(dài)来(lái)新(xīn)希(xī)望(wàng)，不(bù)过(guò)其(qí)临(lín)床(chuáng)应(yīng)用(yòng)仍(réng)面(miàn)临(lín)挑(tiāo)战(zhàn)。

出(chū)品(pǐn)：

作(zuò)者(zhě)：王瑶敏（中国科学院深圳先进技术研究院）

监制：中国科普博览

想象一下，面对严重烧伤或深度创伤，医生清创时血流不止怎么办？传统止血方法要么效率不高，要么可能损伤组织，换药时还可能再出血......伤口愈合缓慢让患者更加煎熬。有没有一种材料，能像“智能创可贴”一样，快速止血、温和护创，还能加速伤口愈合？

近期，我们团队（中国科学院深圳先进技术研究院钟超团队）利用神奇的“生物编织术”——合成生物学，成功研发出这样一款新型生物敷料——T-BC敷料（Thrombin-Anchored Bacterial Cellulose Dressing，锚定凝血酶的细菌纤维素敷料），在大鼠实验中实现了1分钟内快速止血，伤口愈合速度提升约40%！这为烧伤、创伤患者带来了新希望。

伤口处理面临三大难题，亟待开发新型止血材料

伤口处理的“老难题”长期困扰着临床医学：止血慢、损伤大、愈合难。

传统的止血方法主要有两种：一种是电凝止血法。这是一种利用高频电流通过组织时产生的热效应，使蛋白质变性凝固从而封闭血管断端的技术。但是这种方法存在组织热损伤风险(xiǎn)，且(qiě)操(cāo)作效率较低。另一种则是使用常规止血材料，如纱布、明胶海绵、止血粉等。然而，这类材料往往存在贴附性差、机械强度不足等问题，甚至在动态伤口（如关节、面部）或湿润创面上易脱落，导致二次出血。

因此，开发一种兼具快速止血、温和护创、主动促愈三大功能的新型材料，成为创伤修复领域的迫切需求。这种理想材料应当能快速、温和、持久止血，主动促进伤口修复，且需具备良好的生物相容性，避免炎症反应或异物排斥，使用时也具有便捷性。

这一新材料的开发挑战，就是我们团队一直所关注的问题。

新型敷料T-BC的诞生：对天然材料的智能设计

最初，我们将目光投向了一种天然材料——细菌纤维素（BC）。细菌纤维素（BC）是由康普茶菌在培养液的气液界面形成的湿膜材料。它是多孔网状结构，透气性好，韧性强，并且与人体接触时不会引起免疫反应。这些优良特性使它被应用于生物医学领域。在我们看来，它就是制作新型敷料理想的“地基”。但是，天然形成的BC生物活性不足（如缺乏止血功能），限制了其在复杂创面中的应用。

于是，我们又开始寻找能激活BC潜能的“钥匙”。凝血酶是止血反应中的关键酶，不仅可迅速催化纤维蛋白形成血凝块，还能参与调控伤口愈合过程，堪称“智能的止血引(yǐn)擎(qíng)”。然(rán)而(ér)，天(tiān)然(rán)凝(níng)血(xuè)酶(méi)在(zài)创(chuàng)面(miàn)使(shǐ)用(yòng)时(shí)常(cháng)因(yīn)易(yì)被(bèi)体(tǐ)液(yè)降(jiàng)解(jiě)、局(jú)部(bù)停(tíng)留(liú)时(shí)间(jiān)短(duǎn)、粘(zhān)附(fù)性(xìng)差(chà)等(děng)问(wèn)题(tí)导(dǎo)致(zhì)疗(liáo)效(xiào)受(shòu)限(xiàn)。

如(rú)何(hé)将(jiāng)这(zhè)二(èr)者(zhě)“组(zǔ)装(zhuāng)起来”？这个疑问成了突破的关键。为此，我们设计了一种特殊的“生物挂钩”——纤维素结合结构域（CBD）。我们将凝血酶与CBD通过基因工程的手段融合为一个蛋白，然后将BC膜浸泡在蛋白溶液中，借助CBD的桥接作用，凝血酶会持久稳定地锚定在纤维素膜上。这样一来，天然的“地基”与智能的“止血引擎”终于完美结合——T-BC敷料诞生了！

【T-BC敷料图片】

（图片来源：研究团队）

T-BC敷料实战检验：止血与愈合的“双优答卷(juǎn)”

开(kāi)发(fā)出(chū)T-BC敷(fū)料(liào)后(hòu)，我(wǒ)们(men)通(tōng)过(guò)大(dà)鼠(shǔ)肝(gān)脏(zàng)切口模型验证了它的(de)止(zhǐ)血(xuè)效(xiào)果(guǒ)——CBD-凝血酶与BC基质的稳定结合将BC转化为具有生物活性的功能性止血敷料，可在1分钟内实现快速止血。

其次，在模拟深Ⅱ度烧伤削痂创面的大鼠模型中，T-BC敷料展现出显著的促愈合效果。治疗组在第5天的创面闭合率明显高于未处理组，表明该材料可有效加速创面愈合进程。

治疗组（T-BC）与未处理组（Blank）第5天的创面闭合率对比图

（图片来源：研究团队）

为进一步了解材料作用的机制，我们进行转录组学分析，发现T-BC能够调控多条与血管新生、炎症消退和细胞外基质重塑相关的信号通路，提示其在多阶段创面修复过程中发挥协同作用。

安全可靠，前景广阔：从实验室走向临床应用

我们还系统开展了T-BC敷料的细胞毒性、溶血活性与组织相容性评价，相关结果表明该材料具有良好的生物安全性，支持其在临床烧伤创面修复中的应用。

但是，该敷料要实现临床应用还有一段路要走，主要是需要提升融合蛋白的产量以降低它的生产成本。针对这一问题，我们团队在后续的工作中会着重摸索，力争早日实现技术突破。

尽管存在产业化挑战，这项研究的科学价值与临床潜力不容忽视。本研究开发的“蛋白功能模块-碳水化合物结合域-碳水化合物基质”（凝血酶-CBD-纤维素）的模块化组装技术，不仅成功构建了T-BC这一具体产品，更重要的是为创面敷料的功能定制提供了新方法。基于这一技术，我们有望在未来实现急性创伤和慢性难愈性创面的精准化和个性化治疗。