蝇蛆壳聚糖-抗菌肽复合物作为新型功能性止血材料研究

壳聚糖是一类多功能天然高分子生物材料，已广泛应用于抗菌剂研究。近年来发现壳聚糖在特定理化条件下还可具备快速、高效的止血活性，又使其成为新型止血材料研究的热点。但壳聚糖作为止血剂和抗菌剂时理化指标差异明显，使得壳聚糖止血剂自身具备的抗菌活性已相对较低，且抗菌谱窄。如何在保持壳聚糖止血活性的同时合理衍生化，有效扩增其抗菌谱并提高其抗菌活性，是实现壳聚糖止血材料功能性研究的重要内容。家蝇是自然界中丰富的可再生资源，随着人工养殖蝇蛆业的蓬勃发展，从蝇蛆中提取壳聚糖和抗菌肽的研究也越来越具有科研及实际应用价值。本研究将在课题组已有研究基础上，以蝇蛆壳聚糖和抗菌肽为母体，化学键合构建壳聚糖-肽复合物，并进行系统生物学功能比较评价，有可能生成即保持壳聚糖良好止血活性又具有抗菌肽广谱抗菌活性的新型壳聚糖止血材料衍生物，为壳聚糖止血材料的功能性研究提供可能的方向和新思路。

壳聚糖是一类多功能天然高分子生物材料，已广泛应用于抗菌剂研究。近年来发现壳聚糖在特定理化条件下还可具备快速、高效的止血活性，又使其成为新型止血材料研究的热点。但是，壳聚糖作为止血剂和抗菌剂时理化指标差异明显，使得壳聚糖止血剂自身具备的抗菌活性已相对较低，且抗菌谱窄。如何在保持壳聚糖止血活性的同时合理衍生化，有效扩增其抗菌谱并提高其抗菌活性，是实现壳聚糖止血材料功能性研究的重要内容。由壳聚糖自身化学结构分析可知，壳聚糖具备多个化学性质活泼的自由氨基和羟基，易于化学改性。可通过在C3和C6位的羟基及C2 位的氨基上引入不同的功能基团生成具备特定生物学活性的壳聚糖衍生物。另外，抗菌肽是一类有生物活性的短链多肽，具有分子量小、对热稳定、广谱抗菌、不易产生耐药性、只作用于原核细胞而对真核细胞无害的特点，在自然界中分布广泛，种类繁多，在当前抗生素的耐药性较为普遍、开发一种新的抗生素又极其困难的情况下，倍受人们青睐。因此，本课题提出可利用壳聚糖自身化学性质活泼，易于化学改性的优势，将壳聚糖与适宜的抗菌肽物质相衍生化，理论上可以得到一种既具有壳聚糖自身良好的止血活性又具备良好的广谱抗菌活性的新型壳聚糖抗菌肽止血材料复合物。首先，本研究在既往研究基础上优化建立了蝇蛆壳聚糖和抗菌肽的提取制备及纯化工艺，为人工养殖家蝇可再生资源的合理有效利用提供了技术方法支持。并筛选得到一种抗菌活性良好的人工合成促吞噬肽衍生肽(S11)，分别以与蝇蛆壳聚糖和S11为模板采用化学键合的方法构建得到一种新型壳聚糖-抗菌肽衍生化止血材料(CHI-S11)。体外抗菌活性评价结果显示，CHI-S11的抗菌谱较单纯壳聚糖止血海绵CS明显增加；在大鼠在体皮肤损伤出血感染模型中， CHI-S11材料处理组创口愈合时间短于CS对照处理组，提示壳聚糖经抗菌肽衍生化后其抗菌功能性增加。同时，动物损伤出血模型实验结果显示，CHI-S11与对照CS止血活性一致，在大鼠股静脉损伤出血、股动脉损伤出血以及肝损伤出血均显示良好的止血活性，提示壳聚糖经抗菌肽衍生化后其止血活性未受明显影响。体外细胞毒性结果提示CHI-S11对成纤维细胞生长无明显抑制作用，体内吸收降解特性与CS基本一致。本项目研究构建的CHI-S11及对其生物学的评价研究结果将为壳聚糖止血材料的功能性研究提供新的思路。