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  細菌相關感染和血栓形成，特別是導管相關血流感染（CRBI）和導管相關血栓（CRT）形成，是危及人類生命的并發癥。更讓人棘手的是，CRBI和CRT的形成機制非常復雜且相互關聯，給臨床帶來了嚴峻的挑戰。據報道，血栓形成的導管表面細菌定植率幾乎翻倍，發生敗血癥幾率大幅升高。表面是細菌和血細胞等與醫療器械發生交互作用的主要場所，因此迫切需要一種通過表面構建方式同時治療CRBI和CRT。除了滿足對應的生物性能以外，醫用導管類器械復雜的形狀和多樣的材質，也對構建功能性表面提出了更高的要求。

  如何在具有復雜組成和種類規格的醫用導管上高效地形成均一且牢固的涂層是導管表面功能改性面臨的另一難點。如圖2a所示，所制備的HS/DAC復合物能夠在各種醫療器械表面的均勻涂覆，如長度2 m、外徑 < 1 mm的細長型導管。同時借助熒光探針來深入研究界面結合強度，表明在經高濃度鹽溶液、消毒液、有機溶劑和不同pH值的溶液數小時超聲、上百次彎折、高壓滅菌或液氮處理后，涂層仍不會出現脫落、分層或開裂。 

圖2（a）在不同醫療器械表面形成的均勻HS/DAC涂層。（b）HS/DAC涂層具有化學穩定性及抗彎曲、抗高溫高壓、抗冷凍性能。

圖3（a）HS/DAC的抗凝血機制。（b）HS/DAC涂層中心靜脈導管植入急性犬頸靜脈后的抗血栓性能。（c）HS/DAC涂層的廣譜抗菌性能。（d）HS/DAC涂層的自適應性解離特點。

圖4 HS/DAC涂層可有效抑制導管相關性菌血癥和細菌相關性血栓。（a）兔離體導管循環模型。（b）循環后導管重量變化。（c）循環后導管的閉塞程度。（d）細菌相關血栓形成機制及對應的性能。

  該工作以“Heparin-Network-Mediated Long-lasting Coatings on Intravascular Catheters for Adaptive Antithrombosis and Antibacterial Infection”為題發表在Nature Communications期刊上，文章第一作者為中科院長春應用化學研究所博士研究生劉琳和于歡，該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中科院青促會青年創新促進會優秀會員、吉林省科技發展計劃和中科院威高計劃等基金項目的支持。

圖5 研究團隊設計和制備的系列聚電解質復合物醫用功能涂層體系

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-44478-3

作者簡介

劉琳，第一作者，中國科學院長春應用化學研究所、中國科學技術大學應用化學與工程學院2016級博士研究生。主要從事抗菌醫用涂層、抗凝血涂層及止血材料研究。以第一作者在Nat. Commun., Biomater. Sci.等期刊發表論文5篇。

于歡，共同第一作者，中國科學院長春應用化學研究所、中國科學技術大學應用化學與工程學院2019級博士研究生。主要從事聚電解質復合物的設計合成、多功能醫用導管涂層等方面研究。以第一作者在Nat. Commun., Adv. Healthcare Mater., ACS Appl. Mater. Interfaces, Chem. Eng. J.等期刊發表論文7篇，授權中國發明專利1項。

欒世方，通訊作者，國家萬人計劃科技創新領軍人才、國家重點研發計劃項目首席科學家，醫用植介入器械及材料國家工程研究中心主任、威高集團副總工程師。從醫用材料及其器械產業的重大需求出發，帶領團隊開展從醫用高分子功能化、成型、表面調控到醫療器械產業化全鏈條研發工作。與企業合作獲批Ⅲ類醫療器械注冊證12件，授權國內外發明專利54件、實施11件。在Nat. Commun., Prog. Polym. Sci.等期刊上發表論文150多篇。學術會議主題/邀請報告40余次。獲國家技術發明二等獎、中國產學研合作創新獎、高分子材料與工程青年科技獎、高分子加工新銳創新獎等。主要學術兼職：中國生物材料學會常務理事、中國合成橡膠工業協會專家委員會委員、上海大學產業教授和萬華化學講席教授等。

石恒沖，通訊作者，中國科學院長春應用化學研究所研究員，博士生導師。中科院青年創新促進會優秀會員，吉林省中青年科技創新團隊負責人。主要開展植介入器械及材料的基礎研究-關鍵技術-產業化研發工作。以通訊/一作身份，在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed.等期刊發表SCI論文40多篇；授權中國發明專利30件；主持制定團體標準2項；與合作企業獲批Ⅲ類醫療器械注冊證3件；獲中國產學研合作創新獎、中科院青年創新促進會優秀會員、吉林省拔尖創新人才、香港學者協會“香江學者獎”和中科院院地合作獎優秀產業化項目團隊獎等獎勵和榮譽；主要學術兼職：中國生物材料學會生物材料表界面工程分會委員會委員、《功能高分子學報》青年編委、《應用化學》青年編委。