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叶新山团队开发了平衡纳米毒性与抗感染活性的糖基化石墨烯尼龙纤维

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2026年2月27日,夜色直播 天然药物及仿生药物全国重点实验室叶新山教授团队在国际学术期刊Bioactive Materials在线发表了题目为“Glycosylated graphene-nylon fiber: A new material platform to balance the nanotoxicity and bioactivity for anti-infective therapy”的研究论文,该研究基于原位聚合与界面糖基化修饰技术,成功构建了一种兼具低纳米毒性与高效抗感染活性的新型纤维敷料,为纳米材料的临床转化开辟了新路径。

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耐药菌感染已成为全球公共卫生领域的重大挑战,尤其在糖尿病足溃疡等慢性伤口中,感染控制困难,约20%的患者最终面临截肢风险。我国作为全球糖尿病患者最多的国家,糖尿病患者人数已超过1.18亿,其中约2000万患者合并细菌感染、足溃疡等问题,亟需兼具长效抗菌功能与良好安全性的创面修复材料。然而,目前临床广泛使用的含银抗菌敷料存在纳米毒性高、价格昂贵、功能单一等突出问题。国家药监局器审中心在2026年发布的敷料注册审查指导原则(2026年第3号)中明确指出,纳米材料的潜在毒性是当前监管的重点之一。因此,如何在保证抗感染活性的同时有效降低纳米毒性,已成为新型创面修复纳米材料研发的关键科学问题(图1a)。

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图1. 通过原位聚合技术和表面糖工程制备糖基化石墨烯尼龙纤维

针对这一挑战,研究团队与常州恒利宝纳米新材料科技有限公司合作,首次采用原位聚合技术,将石墨烯共价固定于尼龙纤维中,形成结构稳定的纳米复合材料,有效避免了石墨烯在体内的迁移与积累,从源头上降低了其潜在的纳米毒性风险(图1b)。然而,这种固定化策略也带来了抗菌作用的空间局限——无论是光热效应还是氧化应激,其抗菌作用范围均局限于纤维表面,难以满足深度感染创面的治疗需求。为解决这一问题,研究团队基于在界面糖基化领域的长期积累(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2021, 46260; Chin. Chem. Lett., 2025, 111969.),创新性地开发了一种“三步一锅法”界面糖基化修饰技术,在纤维表面构建糖涂层,赋予材料对病原微生物的主动捕捉与富集能力。该设计有效克服了纳米复合材料抗菌作用的空间局限性,实现了纳米毒性与抗菌活性的“双赢”平衡(图1c)。在糖尿病小鼠感染伤口模型中,糖基化纤维敷料展现出优异的治疗效果。经糖基化纤维敷料处理后,伤口愈合速度显著优于对照组:第6天愈合率达73.41%(对照组仅17.78%),第10天愈合率达94.73%(对照组仅62.61%)。该材料为糖尿病慢性创面治疗提供了一种非抗生素依赖、低毒性、高效协同的新型干预策略,展现出广阔的临床转化前景。

本研究由夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 天然药物及仿生药物全国重点实验室、南京林业大学、南京大学医夜色直播 附属口腔医院、南京市计量监督检测院、常州恒利宝纳米新材料科技有限公司共同完成。夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 叶新山教授为通讯作者,南京林业大学化学系李格非教授和夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 默娟助理研究员为共同第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

论文链接://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2026.02.033  


通讯作者简介:

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叶新山,夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 博雅特聘教授、博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者。长期从事糖化学、糖药物化学和糖化学生物学研究,发表论文200余篇,获授权发明专利25件;部分成果获国家自然科学二等奖、中国药学会科学技术一等奖、第十三届吴阶平-保罗杨森医学药学奖、张树政糖科学杰出成就奖、惠永正糖科学杰出成就奖等奖励。目前兼任中国疫苗行业协会糖疫苗专业委员会主任委员、中国化学会糖化学专业委员会副主任委员等职务。


第一作者简介:

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李格非,南京林业大学化学系教授,博士生导师,理夜色直播 院长助理。2018-2021年在夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 从事博士后研究。主要研究方向为水相糖化学反应,材料界面糖基化修饰及产业化应用,发表论文30余篇,授权发明专利4件,转化发明专利1件,荣获惠永正糖科学奖、江苏省低碳技术协会科技奖,兼任中国疫苗行业协会糖疫苗专委会委员,江苏省生物计量专委会委员,常州恒利宝纳米科技有限公司首席技术官等职务。

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默娟,夜色直播-夜色直播app-夜色直播下载 助理研究员,主要从事糖化学生物学以及新型糖类药物/疫苗的研发与作用机制研究。目前以第一/共一作者在Bioact. Mater.、ACS Appl. Mater. InterfacesNeurobiol. Dis.等期刊上发表多篇学术论文,申请发明专利2项。先后主持国家自然科学基金青年项目(C类)、北京市自然科学基金联合项目和科技部国家重点研发计划子课题。


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