想象一下，面對嚴重燒傷或深度創(chuàng)傷，醫(yī)生清創(chuàng)時血流不止怎么辦？傳統(tǒng)止血方法要么效率不高，要么可能損傷組織，換藥時還可能再出血......傷口愈合緩慢讓患者更加煎熬。有沒有一種材料，能像“智能創(chuàng)可貼”一樣，快速止血、溫和護創(chuàng)，還能加速傷口愈合？

近期，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院鐘超團隊利用神奇的“生物編織術(shù)”——合成生物學，成功研發(fā)出這樣一款新型生物敷料——T-BC 敷料（Thrombin-Anchored Bacterial Cellulose Dressing，錨定凝血酶的細菌纖維素敷料），在大鼠實驗中實現(xiàn)了 1 分鐘內(nèi)快速止血，傷口愈合速度提升約 40%！這為燒傷、創(chuàng)傷患者帶來了新希望。

傷口處理面臨三大難題，

亟待開發(fā)新型止血材料

傷口處理的“老難題”長期困擾著臨床醫(yī)學：止血慢、損傷大、愈合難。

傳統(tǒng)的止血方法主要有兩種：一種是電凝止血法。這是一種利用高頻電流通過組織時產(chǎn)生的熱效應，使蛋白質(zhì)變性凝固從而封閉血管斷端的技術(shù)。但是這種方法存在組織熱損傷風險，且操作效率較低。另一種則是使用常規(guī)止血材料，如紗布、明膠海綿、止血粉等。然而，這類材料往往存在貼附性差、機械強度不足等問題，甚至在動態(tài)傷口（如關(guān)節(jié)、面部）或濕潤創(chuàng)面上易脫落，導致二次出血。

因此，開發(fā)一種兼具快速止血、溫和護創(chuàng)、主動促愈三大功能的新型材料，成為創(chuàng)傷修復領域的迫切需求。這種理想材料應當能快速、溫和、持久止血，主動促進傷口修復，且需具備良好的生物相容性，避免炎癥反應或異物排斥，使用時也具有便捷性。

這一新材料的開發(fā)挑戰(zhàn)，就是該團隊一直所關(guān)注的問題。

新型敷料 T-BC 的誕生：

對天然材料的智能設計

最初，研究員們將目光投向了一種天然材料——細菌纖維素（BC）。細菌纖維素（BC）是由康普茶菌在培養(yǎng)液的氣液界面形成的濕膜材料。它是多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，透氣性好，韌性強，并且與人體接觸時不會引起免疫反應。這些優(yōu)良特性使它被應用于生物醫(yī)學領域。在研究員看來，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），限制了其在復雜創(chuàng)面中的應用。

于是，研究員們又開始尋找能激活 BC 潛能的“鑰匙”。凝血酶是止血反應中的關(guān)鍵酶，不僅可迅速催化纖維蛋白形成血凝塊，還能參與調(diào)控傷口愈合過程，堪稱“智能的止血引擎”。然而，天然凝血酶在創(chuàng)面使用時常因易被體液降解、局部停留時間短、粘附性差等問題導致療效受限。

如何將這二者“組裝起來”？這個疑問成了突破的關(guān)鍵。為此，研究員設計了一種特殊的“生物掛鉤”——纖維素結(jié)合結(jié)構(gòu)域（CBD）。他們將凝血酶與 CBD 通過基因工程的手段融合為一個蛋白，然后將 BC 膜浸泡在蛋白溶液中，借助 CBD 的橋接作用，凝血酶會持久穩(wěn)定地錨定在纖維素膜上。這樣一來，天然的“地基”與智能的“止血引擎”終于完美結(jié)合——T-BC 敷料誕生了！

T-BC敷料圖片（圖片來源：研究團隊）

T-BC 敷料實戰(zhàn)檢驗：

止血與愈合的“雙優(yōu)答卷”

開發(fā)出 T-BC 敷料后，研究員們通過大鼠肝臟切口模型驗證了它的止血效果——CBD-凝血酶與 BC 基質(zhì)的穩(wěn)定結(jié)合將 BC 轉(zhuǎn)化為具有生物活性的功能性止血敷料，可在 1 分鐘內(nèi)實現(xiàn)快速止血。

其次，在模擬深 Ⅱ 度燒傷削痂創(chuàng)面的大鼠模型中，T-BC 敷料展現(xiàn)出顯著的促愈合效果。治療組在第 5 天的創(chuàng)面閉合率明顯高于未處理組，表明該材料可有效加速創(chuàng)面愈合進程。

治療組（T-BC）與未處理組（Blank）第5天的創(chuàng)面閉合率對比圖（圖片來源：研究團隊）

為進一步了解材料作用的機制，研究員進行轉(zhuǎn)錄組學分析，發(fā)現(xiàn) T-BC 能夠調(diào)控多條與血管新生、炎癥消退和細胞外基質(zhì)重塑相關(guān)的信號通路，提示其在多階段創(chuàng)面修復過程中發(fā)揮協(xié)同作用。

安全可靠，前景廣闊：

從實驗室走向臨床應用

研究員們還系統(tǒng)開展了 T-BC 敷料的細胞毒性、溶血活性與組織相容性評價，相關(guān)結(jié)果表明該材料具有良好的生物安全性，支持其在臨床燒傷創(chuàng)面修復中的應用。

但是，該敷料要實現(xiàn)臨床應用還有一段路要走，主要是需要提升融合蛋白的產(chǎn)量以降低它的生產(chǎn)成本。針對這一問題，該團隊在后續(xù)的工作中會著重摸索，力爭早日實現(xiàn)技術(shù)突破。

盡管存在產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)，這項研究的科學價值與臨床潛力不容忽視。本研究開發(fā)的“蛋白功能模塊-碳水化合物結(jié)合域-碳水化合物基質(zhì)”（凝血酶-CBD-纖維素）的模塊化組裝技術(shù)，不僅成功構(gòu)建了 T-BC 這一具體產(chǎn)品，更重要的是為創(chuàng)面敷料的功能定制提供了新方法。基于這一技術(shù)，我們有望在未來實現(xiàn)急性創(chuàng)傷和慢性難愈性創(chuàng)面的精準化和個性化治療。

策劃制作

出品丨科普中國

作者丨王瑤敏 中國科學院深圳先進技術(shù)研究院

監(jiān)制丨中國科普博覽

責編丨一諾

審校丨徐來、張林林