输尿管支架管是泌尿外科常用的引流植入物，目前所有患者均需经历二次手术取出支架。支架取出手术增加患者的痛苦和经济支出，另一方面，在支架管植入期间有26.7%的患者会出现导管相关尿路感染。研究发现高达90%的支架管表面有病原体黏附，其中55%以生物膜形式存在。因此，制备力学性能优良、降解行为可控、生物相容性高且能长期抗生物膜的可降解输尿管支架具有重大意义。生物膜形成的关键是蛋白的黏附，而触杀型抗菌表面多为聚阳离子，容易在静电力作用下与带负电的蛋白结合，致使抗菌表面的失效。

  王璐教授团队开发出一种纤膜结构可降解输尿管支架管，通过多巴胺的自聚合在支架管表面构建微纳米级仿生突起，进一步交联超支化聚酰胺-胺大分子提高支架的亲水性和表面电位，构建超亲水聚阳离子表面。在体内外实验中，支架管展现出高效持久的抗生物膜性能及良好的生物相容性。

图1 纤膜结构输尿管支架管的制备、表面改性及抗生物膜机制示意。

  采用PGA和PGLA复丝纤维编织管状织物，热处理得到纤膜结构支架管。将多巴胺在支架管表面自聚合形成微纳米级仿生突起，进一步交联超支化聚酰胺-胺大分子构建超亲水聚阳离子表面。在尿液环境中，氨基基团优先与水分子结合形成水合层，防止蛋白及细菌尸体的黏附。

图2 支架管表面纤膜结构及微纳米突起结构电镜图。

  支架管由毫微米级微型单元的纤维束构成，可防止降解碎片过大引起输尿管堵塞。纤维及膜表面经多巴胺自聚合后形成微纳米颗粒，进一步交联超支化聚酰胺后颗粒粒径增长。

图3 体内植入后，支架管表面细菌计数、电镜观察及活/死细菌染色图片。

  与商用聚氨酯支架管及未经处理的纤膜结构可降解支架管相比，超亲水抗菌支架管展现出明显的抑制细菌粘附及生物膜形成的效果。

  该研究以Biodegradable Anti-Biofilm Fiber-Membrane Ureteral Stent Constructed with a Robust Biomimetic Superhydrophilic Polycationic Hydration Surface Exhibiting Synergetic Antibacterial and Antiprotein Properties为题，发表于国际期刊《small》，该论文共同第一作者是东华大学纺织学院博士生高立恒，刘星星和上海交通大学医学院附属第九人民医院副主任医师徐明曦，通讯作者为东华大学王璐教授，上海交通大学医学院附属第九人民医院副主任医师达骏和王一惟。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/smll.202006815

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