武汉大学蔡杰教授团队在壳聚糖基生物医用材料领域取得系列重要进展

（通讯员化苑）近日，化学与分子科学学院蔡杰教授团队在壳聚糖基生物材料研究领域连续取得系列重要进展，以第一单位或合作单位在国际材料领域顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）、生物材料领域权威期刊《生物活性材料》（Bioactive Materials）发表研究论文，并在《中国科学：化学》发表长篇综述，系统展示了团队从绿色溶剂基础研究到临床导向功能材料创制的完整学术脉络，体现了面向重大医学需求开展转化研究的鲜明特色。

面向创伤急救：层级结构可编程壳聚糖气凝胶实现凝血非依赖性快速止血

团队面向急救止血这一临床医学需求，开展了针对性研究，研究进展在《先进材料》发表了题为“Coagulation-independent hemostasis through architecturally programmed chitosan aerogels with dual-crosslinked networks”的研究论文。化学与分子科学学院博士研究生方宇嘉、陆艺文以及武汉大学中南医院肝胆研究院博士穆兰馨为论文共同第一作者，蔡杰教授、叶啟发教授为论文通讯作者，化学与分子科学学院为第一署名单位。

不可控出血是创伤急救和外科手术中威胁生命的重大挑战。现有止血材料大多依赖机体自身凝血级联反应发挥作用，对凝血功能障碍患者往往疗效有限。针对这一临床痛点，研究团队创新性地提出了”架构可编程”的材料设计理念，通过冰模板法与双交联策略构建了具有层级孔道结构的壳聚糖气凝胶，并提出了双交联层级毛细-弹性记忆（DC-HCEM）止血机制：材料凭借层级化的微纳孔道产生强大的毛细作用力，实现对血液的快速主动吸收与浓缩；双交联网络赋予的弹性记忆效应使材料吸血后迅速自膨胀，对伤口产生持续的物理填塞压力，从而在完全不依赖凝血级联反应的条件下实现快速止血。体内实验表明，该气凝胶在多种出血模型中均显著减少出血量并提升存活率，尤其在抗凝条件下仍能有效止血，同时展现出广谱抗菌活性和良好的生物相容性，具备突出的临床转化潜力。

面向眼表感染：多功能壳聚糖基水凝胶实现抗菌与再生协同治疗

团队面向感染性眼表疾病这一临床难题，与华中科技大学同济医学院合作，在《生物活性材料》发表了题为“Engineering multifunctional chitosan-based hydrogels for infectious keratitis”的研究论文。化学与分子科学学院博士研究生陆艺文与华中科技大学同济医学院耿雯、徐翰鹏、宋雨为论文共同第一作者，蔡杰教授与谢华桃、张明昌为论文通讯作者。

铜绿假单胞菌引发的细菌性角膜炎因其生物膜形成能力强、耐药性日益严峻，是眼科领域的重大临床挑战。研究团队以季铵化超高脱乙酰度壳聚糖与氧化葡聚糖为基础，通过席夫碱动态共价交联构建了可原位成胶的多功能水凝胶，并负载基质细胞衍生因子-1（SDF-1），实现了“抗菌——再生”双功能协同。水凝胶的高正电荷密度赋予其强效的广谱抗菌和抗生物膜活性，持续释放的SDF-1则通过招募内源性干细胞归巢并激活Wnt/β-catenin信号通路，促进角膜上皮及基质的有序再生修复。动物实验证实，该水凝胶在细菌性角膜炎模型中展现出优异的细菌清除能力和显著的角膜透明度恢复效果，为感染性眼表疾病的综合治疗提供了新策略。

团队深耕天然聚多糖领域多年，围绕纤维素、甲壳素/壳聚糖的绿色溶剂与新材料创制形成了完整的自主知识产权体系，已授权发明专利40余项。团队在《中国科学：化学》发表的长篇综述，系统总结了离子液体、深共熔溶剂和碱性水溶液三大绿色溶剂体系的溶解机理与功能材料调控策略，为临床导向的材料研究提供了理论支撑。

相关研究得到了国家自然科学基金等项目的资助，并获得武汉大学科研公共服务条件平台支持。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202523140

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X26001568

https://www.sciengine.com/SSC/doi/10.1360/SSC-2025-0275