输尿管支架植入是泌尿系统相关疾病治疗中常用医疗器械,目前多以聚氨酯等高分子支架为主。以上非降解类支架在临床上面临二次手术取出痛苦和医疗成本,同时支架在体内存在表面细菌定植提升了细菌感染和生物结壳风险,进而引起感染和阻塞等并发症。因此,具备可降解、抗菌等功能的支架已成为植介入器械创新的前沿趋势。
北京航空航天大学樊瑜波/王丽珍教授团队于5月31日在顶级生物材料期刊《Advanced Healthcare Materials》(IF=11.092)在线发表了题为”Degradable antimicrobial ureteral stent construction with silver@graphdiyne nanocomposite”的研究性工作。该研究使用新型二维碳纳米材料石墨炔作为银纳米粒子的载体,通过纺丝的技术制造了一款可降解的抗菌输尿管支架,并实现了该输尿管支架体内植入后降解过程的力学特性及抗菌性能、生物相容性,且避免了植入后二次取出。
图1 研究工作概述图。
团队前期研究发现石墨炔材料在生物医学工程领域具有独特的优势和特性(J Haz Mat, 2023, 445:130512,IF=14.224)。在此基础上,近日又基于二维石墨炔材料设计制备了含Ag@GDY纳米复合材料,基于石墨炔大比表面积的优良特性,将银单质通过原位合成的方式共载在片层表面合成了Ag@GDY纳米复合材料。通过控制载附的银单质粒径和载附分布,极大增强了石墨炔的抗菌作用,并可以通过释放银离子达到极好的抑菌作用。
图2 Ag@GDY复合材料的合成与表征。
图3 可降解抗菌输尿管支架的构建。
此外本研究探索了Ag@GDY复合纳米材料其在功能性可降解抗菌支架方面的应用,提出了可降解抗菌支架设计的创新策略,受多丝状的莲花茎的启发将Ag@GDY混入可降解材料PLGA中通过静电纺丝技术构建支架并验证其抑菌性、可变力学特性、生物相容性方面的临床应用价值。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202300885