开发具有可调节生物活性的外科缝合线对于多种外科干预至关重要。然而，对其机械完整性、生物相容性和生物活性的不利影响构成了重大挑战。

近期，东华大学朱美芳院士、费翔副教授与第四军医大学唐都医院李学拥教授合作，提出了一种基于蚕丝的生物活性缝合线，该缝合线通过双原位整合负载银纳米粒子（AgNPs）和姜黄素（Cur）。该创新方法利用蚕丝本身特有的活性基团和分子相互作用，实现AgNPs的原位还原和Cur的共形负载。

大量的体外和体内评估验证了缝合线的多功能性：由于其灵敏的比色pH响应，这种缝线在实时伤口监测中表现出色；具有良好的生物相容性，具有很强的抗菌和抗炎作用，对术后感染预防和炎症控制至关重要。此外，它通过促进血管生成和胶原沉积积极地帮助伤口愈合，这对有效的组织修复至关重要。这种方法为开发具有按需生物活性和现场监测功能的高级智能缝合线奠定了良好基础。相关研究成果以“Dual In Situ Integration for Braided Silk Fibers Enabling Multifunctional Bioactive Sutures”为题目，发表在期刊《Interdisciplinary Materials ( IF 31.6 )》上。

图 1 | 基于双原位整合策略制备多功能 SF/Ag/Cur 缝合线的步骤示意图；以及 SF/Ag/Cur 缝合线在先进伤口护理与愈合领域的潜在应用概述，其核心功能包括抗菌、活性氧（ROS）清除介导的抗炎特性（以促进伤口愈合），并可通过 pH 响应性颜色变化实现伤口微环境的实时监测。

图 2 | 缝合线的表征及姜黄素（Cur）释放行为。（A）原始丝素蛋白（SF）缝合线、SF/Ag 缝合线及 SF/Ag/Cur 缝合线的数码照片与SEM图像（放大倍数 ×5000）。（B、C）所测试缝合线样品的FTIR与紫外 - 可见光谱（UV–Vis）。（D）最终 SF/Ag/Cur 缝合线的银（Ag）3d 芯能级 X 射线光电子能谱（XPS）。（E、F）缝合线样品的机械性能表征，分别为（E）弯曲刚度与（F）拉伸强度。（G）经绿色荧光染色的 SF/Ag/Cur 缝合线在缠绕、打结及拉伸状态下的荧光图像（激发光源为 325 nm 紫外线）。（H）缝合线的水接触角。（I）SF/Ag/Cur 缝合线 14 天内的长期姜黄素（Cur）释放评估。

图 3 | SF/Ag/Cur 缝合线的比色 pH 响应能力。（A）姜黄素（Cur）在不同 pH 条件下的分子异构化及颜色变化示意图。（B）pH 5~10 范围内姜黄素（Cur）水溶液的照片（上）及对应的紫外 - 可见吸收光谱（下）。（C）SF/Ag/Cur 缝合线的 pH 敏感性颜色变化及（D）相关的定量三基色提取结果。（E）RGB 空间中的数字颜色及其对应的 R/B（红/蓝）-pH、R/G（红/绿）-pH 相关性。（F）利用 SF/Ag/Cur 缝合线结合智能手机进行伤口监测与诊断的示意图。

图 4 | SF/Ag/Cur 缝合线的体外抗菌能力与生物相容性评估。（A）不同缝合线与大肠杆菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）共培养 18 小时后的细菌菌落照片，以及（B）相关的抑菌圈直径。（C）SF/Ag/Cur 缝合线 4 天内的抗菌性能评估及相关抑菌圈直径。（D）大肠杆菌与金黄色葡萄球菌经 SF/Ag/Cur 缝合线共培养 18 小时后的扫描电子显微镜（SEM）图像。（E）SF/Ag/Cur 缝合线协同增强抗菌能力的推测机制，其核心为姜黄素（Cur）与银（Ag）组分的级联抗菌效应。（F）不同缝合线样品处理后 L929 细胞的活/死染色结果，以及通过细胞计数试剂盒 - 8（CCK-8）检测得到的（G）450 nm 处相关光密度（OD）值和（H）细胞存活率。

图 5 | 缝合线的体外细胞迁移、活性氧（ROS）及自由基清除能力评估。（A）划痕实验的光学显微镜图像，以及（B）L929 细胞培养 48 小时后的相对迁移率。（C）SF/Ag/Cur 缝合线的血液相容性，以及（D）其 1,1 - 二苯基 - 2 - 三硝基苯肼（DPPH）自由基清除性能。（E）采用 DCFH-DA/6 - 二脒基 - 2 - 苯基吲哚（DAPI）染色结合荧光显微镜的细胞内活性氧（ROS）水平分析。

图 6 | 全层皮肤切口小鼠模型中的体内伤口愈合效果。（A）体内实验时间线示意图。（B）不同处理组伤口的代表性数码照片。（C）伤口组织在第 0、3、7、14 天 RGB 颜色强度的气泡图可视化。每个气泡代表一个处理组，坐标反映愈合过程中组织的特征（红/绿/蓝颜色强度）。（D）第 14 天伤口切片的苏木精 - 伊红染色（H&E 染色）和马松三色染色（MT 染色）代表性显微图像。绿色双箭头线表示肉芽组织间隙，红色箭头指示炎症细胞，蓝色箭头代表新生血管。（E）第 14 天愈合伤口中肉芽组织间隙的定量分析结果，（F）第 14 天愈合伤口中胶原沉积百分比（%）的定量分析结果。

图 7 | 免疫荧光分析及推测的伤口愈合机制。（A–F）不同处理组伤口的免疫荧光检测结果：其中（A）为第 7 天和第 14 天再生组织中肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）与白细胞介素 - 4（IL-4）的免疫荧光图像，（C）为第 7 天和第 14 天再生组织中内皮分化标志物（CD31）与血管性血友病因子（vWF）的免疫荧光图像，（E）为第 7 天和第 14 天再生组织中转化生长因子 -β1（TGF-β1）与 Ⅰ 型胶原蛋白（COL-Ⅰ）的免疫荧光图像；并附带对应的（B）TNF-α 与 IL-4、（D）CD31 与 vWF、（F）TGF-β1 与 COL-Ⅰ的面积覆盖率分析。（G）促进伤口愈合的程序性调控过程示意图。

结论：

综上，本研究开发了一种丝素蛋白（SF）基缝合线 SF/Ag/Cur，该缝合线重新定义了当前伤口闭合生物材料的范式。通过双原位整合策略共负载银纳米颗粒（AgNPs）与姜黄素（Cur），该结构在保留丝素蛋白天然机械完整性与细胞相容性的同时，获得了强效且持续的抗菌及抗炎活性。其中，银纳米颗粒赋予其广谱杀菌功效；姜黄素的缓慢释放则可引导巨噬细胞从促炎 M1 型快速向促修复 M2 型表型转化，加速血管新生与胶原成熟。此外，缝合线中整合的 pH 响应发色团还能为外科医生提供关于伤口状态的实时比色反馈。

全面的体外与体内评估结果证实，该缝合线具有优异的生物相容性、强效的活性氧（ROS）清除能力，并能显著减轻手术部位炎症反应。这些特性共同满足了临床中尚未被满足的需求 —— 即缝合线需同时实现预防感染与加速组织修复愈合的双重功能。

然而，SF/Ag/Cur 缝合线向常规外科临床应用的转化仍需进一步深入研究：需在异质性伤口环境（如糖尿病溃疡）中验证其比色响应的预测准确性，同时需开发规模化生产方案，以确保银纳米颗粒/姜黄素负载量及释放动力学的批间重复性。解决这些挑战将使 SF/Ag/Cur 缝合线成为下一代 “智能” 缝合线，并推动刺激响应型生物医用纺织品领域的广泛发展。

原文链接：https://doi.org/10.1002/idm2.70025