血液灌流是终末期肾病、药物中毒、重症炎症等疾病治疗中重要的血液净化技术。传统活性炭、高分子树脂等商用灌流吸附材料普遍面临吸附性能与血液相容性难以兼顾的矛盾:高吸附能力通常依赖大比表面积和多级孔结构,但粗糙多孔表面易诱发溶血、凝血等不良反应;光滑亲水表面虽有助于提升血液相容性,但常规涂层往往厚度难控,易堵塞纳米孔和介孔,削弱毒素吸附能力。现有表面改性技术多依赖复杂化学反应,需使用有毒且昂贵试剂,部分涂层与基底结合力弱、稳定性差,同时涂层偏厚会严重堵塞材料纳米与介孔结构,大幅削弱毒素吸附能力。行业亟需开发简便环保、成本低廉,且能同步提升吸附性能与血液相容性的表面改性技术,破解血液灌流材料临床应用的核心瓶颈。

图1. PTB@HPMs的制备过程示意图
近日,我院杨鹏教授、赵健副教授团队联合西安医学院李科团队在血液净化吸附材料表面工程领域取得关键性原创成果,成功开发一步法类淀粉样蛋白纳米包覆改性技术,同步实现血液灌流材料吸附能力与血液相容性双重跃升。相关成果 “Amyloid-like Nanocoatings for Enhanced Hemoperfusion Materials”于2026年5月25日发表在Advanced Materials。我院博士研究生周星宇为论文第一作者,南方医科大杨春朝医生为共同第一作者,陕西师范大学为第一通讯单位。
将血液灌流材料浸入相变牛血清白蛋白水溶液中即可完成包覆改性。利用三(2 -羧乙基)膦还原牛血清白蛋白二硫键,促使蛋白分子解折叠并发生构象转变,自组装形成厚度约7纳米的超薄类淀粉样纳米涂层。该涂层由蛋白寡聚纳米颗粒构成,颗粒间隙为物质扩散提供通道,且仅轻微降低活性炭比表面积,完整保留基底多孔结构。改性后的活性炭对尿素、肌酐吸附容量提升近四倍,对重金属铬离子、诺氟沙星、胆红素、白介素- 6等不同分子量有害物质的吸附能力均显著增强。同时,纳米涂层可减少活性炭碎屑脱落,降低血细胞损伤,将溶血率降至 0.56%,远低于国际安全标准,还能抑制血浆蛋白非特异性吸附与血小板黏附,提升抗凝及抗细菌黏附性能。大鼠与比格犬慢性肾病模型的体内实验证实,改性材料毒素清除效率远超原始材料与商用产品,且该改性策略可广泛适配树脂、碳纳米管、金属有机框架等各类血液灌流材料,具备极强通用性与成本优势。

图2. 大型比格犬动物血液灌流试验
该研究突破了淀粉样蛋白聚集结构通常被视为病理现象的传统认识,将病理相关蛋白组装结构转化为医用生物涂层设计资源,实现了从“病理结构”到“高性能生物医用材料”的功能重塑。
论文DOI:https://doi.org/10.1002/adma.73480
供稿人:赵健