输尿管狭窄是泌尿系统中的常见病症之一，若得不到及时治疗，会引发肾积水、尿毒症和肾衰竭等各种并发症。输尿管支架的放置是临床上治疗输尿管狭窄的有效方法，然而，长期使用会导致钙盐沉积、结石和感染等问题。因此，开发具有抗菌和抗狭窄功能的输尿管支架显得尤为重要。该研究中，将聚二氧杂环己酮（Polydioxanone,PDO）单丝编织成管状支架，并在其表面涂覆了含有雷帕霉素（Rapamycin, RAPA）和紫杉醇（Paclitaxel,PTX）的丝素蛋白（Silk fibroin, SF）微球。并在支架内层形成了一层具有荷叶仿生结构的莫西沙星（Moxifloxacin, MFX）薄膜，从而制备出一种具有抗菌和抗狭窄功能的复合输尿管支架。体外药物释放研究表明，RAPA和PTX可实现长达168小时的持续释放，其累积释放率分别为40.36%和38.21%。荷叶仿生结构的丝素蛋白薄膜展现出微纳米结构和疏水性的“荷叶效应”。该材料的生物相容性和抗狭窄特性在体外和体内实验中得到了验证，并通过大鼠膀胱模型验证了输尿管支架的防结痂性能。

  2025年6月16日，苏州大学现代丝绸国家工程实验室李刚教授、苏州大学附属第一医院泌尿外科李峰副主任医师与苏州大学附属第四医院泌尿外科沈罡主任医师合作，设计开发了一种具有抗菌和抗狭窄功能的丝素蛋白基可降解载药输尿管支架，并已授权中国和美国发明专利。该项研究工作以“Silk fibroin/dual drugs elutingpolydioxanone monofilament braidedureteral stent with antibacterial and anti-stenotic functions”为题发表在国际权威学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上。苏州大学硕士研究生段立蓉、实验动物中心王婧、苏大附四院泌尿外科缪志俊为共同第一作者，苏州大学李刚教授、苏大附一院泌尿外科副主任医师李峰、苏大附四院泌尿外科主任医师沈罡为共同通讯作者。合作作者包括左都林、孙玮玮、李露、杨反磊和邓超。该研究得到了国家自然科学基金、苏州市卫生健康委员会项目、国家重点研发计划、科技部科技合作计划以及江苏省科学技术厅项目的支持。

  团队采用立锭式编织技术将PDO单丝编织成管状支架，并在支架内外表面负载了SF/ RAPA/PTX药物缓释微球和荷叶仿生结构SF/MFX薄膜，从而构建了一种兼具抗菌和抗狭窄功能的复合输尿管支架。所研制的输尿管支架不仅具有良好的生物力学性能，还能有效抑制成纤维细胞和永生化输尿管上皮细胞的增殖。该支架对金黄色葡萄球菌的抗菌性能远超ISO 20645:2004标准，显示出优异的抗菌性能。细胞实验结果显示：复合输尿管支架有效地抑制了成纤维细胞的过度生长和胶原蛋白的沉积。通过植入大鼠皮下实验，分别在7天和28天后，组织学分析显示仅有轻微的炎症和异物反应。在大鼠膀胱植入实验中，支架结构保持完整且具有稳定的生物力学支撑性能。在移除载有RAPA-PTX-MFX的输尿管支架后，从膀胱中收集的尿样中未发现细菌菌落，这表明复合输尿管支架能够在体内实现长期的抗菌效果。

图1.载药可降解输尿管支架的制备与评价流程图

图2.输尿管支架搭载SF药物微球的特性分析；A.微球的粒径及扫描电子显微镜图像；B.RAPA和PTX的包封率；C.RAPA和PTX的药物载量；D.相对分散指数分析；E.药物负载微球的粒径分布分析；F. RAPA缓释曲线；G. PTX缓释曲线。

图3.具有荷叶仿生结构的SF薄膜特性分析；A.荷叶表面形态(a)、PDMS (b)和荷叶结构的SF薄膜(c)；B.荷叶结构的SF薄膜水接触角测试：(a)对照组（普通SF薄膜），(b)载药SF薄膜，(c)载药荷叶结构的SF薄膜，（d，e，f）0.5 mg/mL、1 mg/mL和1.5 mg/mL的MFX载药荷叶结构的SF薄膜；C.抗菌区；D.抗菌区宽度图；E.防污测试图像；F.荷叶结构载药SF薄膜的缓释性能。

图4. 膀胱植入动物实验结果；A.输尿管支架膀胱置入流程图；B.苏木精和伊红（H&E）组织学检测

  上述研究结果表面，该团队开发的丝素蛋白基载药可降解输尿管支架具有良好的力学性能、药物缓释性能、生物相容性、抗菌性能和抗狭窄功能，并已授权中国和美国发明专利，该研究为新型抗菌/抗狭窄输尿管支架的研发提供了新思路，具有潜在的应用价值。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145304

通讯作者简介：

  李刚，苏州大学教授、博导，江苏省第十五批“六大人才高峰”高层次人才、江苏省侨联青年委员会委员、香港理工大学江苏校友会副会长。香港理工大学博士、美国塔夫茨大学访问学者（导师：美国工程院David Kaplan院士）。长期在丝蛋白生物材料、医用和智能纺织材料等交叉领域开展研究。在Advanced Functional Materials、Biomaterials等期刊发表学术论文150余篇，已授权美国、日本和中国专利50余件。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上项目等项目30余项，曾获中国丝绸领域十大科技进展奖、中国商业联合会科技进步奖、香港首届创新大赛冠军、江苏省十大行业优秀成果奖等荣誉。主要学术兼职为中国生物材料学会高级会员、智能仿生材料分会委员、中国科协培训和人才服务中心、国家药监局器审中心、中国和奥地利国家自然科学基金、“霍英东”科教奖和泰晤士高等教育世界大学排名函评专家（https://web.suda.edu.cn/tcligang）。

  李峰，医学博士，硕士生导师，苏州大学附属第一医院泌尿外科副主任医师，苏州市泌尿外科结石学组秘书。致力于研究泌尿系结石，输尿管狭窄及急性肾功能损伤，在国内外权威期刊发表论文10余篇，申请国内外专利3项，其中美国和中国发明专利各1项。

  沈罡，医学博士，苏州大学附属第四医院泌尿外科主任医师，副教授，硕士研究生导师；中国医师协会泌尿外科医师分会青年委员、江苏省医师协会男科分会委员、江苏省医师协会泌尿外科医师分会肿瘤学组委员、江苏省医师协会医学机器人专业委员会委员、苏州市医学会泌尿外科分会委员；主持江苏省科技厅等课题多项，以第一/通讯作者发表SCI等学术论文20余篇，美国New York-Presbyterian University Hospital of Columbia and Cornell访问学者。