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丝蛋白功能性修复凝胶敷料的产业转化有机高分子材料。

关键词： 蚕丝蛋白，创面修复，功能再生，疤痕抑制

应用领域

生物医学

成果简介

丝蛋白微纳尺度结构的有效调控是决定其性能的关键因素。基于对丝蛋白在溶液体系中组装机制的深入理解，具有稳定结构的丝蛋白纳米纤维成功制备，进而调控其特殊的亲疏水，赋予其加载不同活性成分、可注射性以及可铺展性等特殊性能，满足不同创面修复的个性化需求。

面对创面修复中的血管化、疤痕抑制、组织功能修复等关键临床问题，以丝蛋白纳米纤维为载体和基质，制备可加载并缓释促血管化活性分子的可注射凝胶，提高创面愈合的血管化能力，显著提高创面的愈合速率；随后利用丝蛋白纳米纤维的疏水作用，实现不溶性活性成分的水相转移，制备加载抗疤痕药物积雪草苷的可注射凝胶，在创面愈合的不同阶段动态调控炎症反应和血管化行为，成功实现创面的无疤痕愈合，有望解决创面疤痕形成的临床关键问题；更进一步的，利用丝蛋白纳米纤维作为干细胞载体，实现干细胞在创面的长效固定，不仅有效抑制疤痕组织的形成，同时可促进毛囊组织的再生，实现创面的功能修复。上述的系列工作，将丝蛋白结构调控和设计的基础工作同临床需求融合，充分发挥丝蛋白纳米纤维作为基质和载体的平台化作用，逐步丰富材料的性能设计，解决创面修复的多个临床问题，在烧伤、创伤等导致的大面积创面损伤领域具有潜在应用前景，可望开发一系列可植入三类医疗器械产品。

面对糖尿病创面、化疗创面等难愈性创面对炎症调控和血管损伤的特殊需求，结合丝蛋白纳米纤维载体对不同性能药物共加载的技术优势，将水溶性药物固定的丝蛋白纳米载体技术和水不溶药物丝蛋白载体水相转移技术融合，同时加载促血管化、抗菌和调控炎症的药物，通过不同药物的优化设计，制备可有效调控难愈性创面微环境的丝蛋白载药水凝胶敷料，显著提高难愈性创面的愈合速率和愈合质量，可望填补市场空白，解决临床上难愈性创面治疗缺乏真正有效功能敷料的关键难题。

面对皮瓣移植对快速血管化网络重建的特殊需求，在更为深入理解丝蛋白纳米纤维组装机制的基础上，主动平衡丝蛋白纳米疏水作用和电荷作用，制备具有压力可铺展能力的载药丝蛋白纳米纤维凝胶。上述凝胶通过正常手术过程中的手部压力可铺展成为厚度低于200微米的薄层，在避免凝胶物理阻碍的同时，为皮瓣和组织基质提供均匀的促血管化微环境，可将皮瓣移植存活率提高3倍以上，为大面积皮瓣移植的成功提供合适的辅助材料。在此基础上，将干细胞加载技术同压力铺展凝胶结合，可获得更具生物活性的功能性敷料，提高皮瓣上毛囊等附属器官的存活和功能，为大面积皮瓣移植提供系列解决方案。 综上，面对不同创面修复不同层次临床需求，结合丝蛋白纳米纤维基质和载体技术，实现不同凝胶敷料的主动设计和功能优化，可为多种临床应用场景提供个性化解决方案，真正实现不同创面的快速愈合和功能恢复。

经济效益与社会效益

上述系列技术的成功转化，可为严重烧创伤、糖尿病难愈性创面以及放化疗损伤创面的治疗提供更好选择，促进创面愈合的速率和质量，降低病人负担，实现患者的有效康复，具有巨大的市场前景和社会效益。