- 南工大陳蘇團(tuán)隊(duì)《ACS Applied Polymer Materials》：基于微流控涂膜法構(gòu)筑的可降溫光子晶體水凝膠傷口敷料
- 發(fā)布日期：2022-08-10
傷口愈合對(duì)于維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定及抵抗外界細(xì)菌感染至關(guān)重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年用于傷口治療的醫(yī)療成本高達(dá)200億美元，而臨床數(shù)據(jù)顯示，成人慢性傷口平均需要1年的時(shí)間才能完全愈合。目前，國(guó)內(nèi)外研究者已采用基因編程、3D打印技術(shù)、干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)在創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域取得了一定的成效，但這些技術(shù)都存在一定的不足，如成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、成功率低、難以構(gòu)建適宜的創(chuàng)面微環(huán)境。尤其是對(duì)于事故創(chuàng)傷、燒燙傷和術(shù)后創(chuàng)傷等特殊條件下的創(chuàng)傷修復(fù)，難以實(shí)現(xiàn)有效的傷口感染預(yù)防，容易造成二次感染和組織損傷。因此，開(kāi)發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)面完美修復(fù)與再生的新型傷口敷料不僅是亟待解決的臨床問(wèn)題，也是關(guān)乎民生的國(guó)家需求。據(jù)臨床研究，創(chuàng)面在愈合過(guò)程中的細(xì)胞代謝和細(xì)胞增殖受傷口微環(huán)境（如物理、化學(xué)和生物因素）如溫度、傷口部位的pH值、氧氣水平，或葡萄糖水平的影響。
針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵影響因素，近日，南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院、材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳蘇教授與金陵醫(yī)院李俊主任將溫度作為傷口微環(huán)境的研究參數(shù)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)控來(lái)操縱外界環(huán)境，增加皮膚的血流量，進(jìn)而加速皮膚愈合的進(jìn)程。膠體光子晶體(CPCs)作為一種具有周期性空間結(jié)構(gòu)和獨(dú)特光子帶隙的材料，其本身高度有序的陣列可以有效地反射可見(jiàn)光和紅外線，從而能夠?qū)崿F(xiàn)有效的反射冷卻效果。因此基于光子晶體的熱調(diào)節(jié)作用構(gòu)筑用于皮膚創(chuàng)面愈合的傷口敷料，目前還尚未有人報(bào)道。首先從設(shè)計(jì)材料的微觀有序結(jié)構(gòu)入手，在傳統(tǒng)的聚苯乙烯(PS)膠體粒子表面接枝馬來(lái)酸酐(MA)作為活性點(diǎn)，并引入聚醋酸乙烯酯(PVAc)原位生長(zhǎng)均一納米尺寸的殼層，利用PVAc較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，實(shí)現(xiàn)相鄰殼層間的融合糾纏。基于此，構(gòu)筑的光子晶體(CPCs)膜展現(xiàn)出較高的不開(kāi)裂特性以及熱反射性能。再者，基于CPCs膜優(yōu)異的附著力和熱管理特性，借助微流控涂膜技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了CPCs膜/纖維蛋白凝膠復(fù)合的傷口敷料設(shè)計(jì)（微流控涂膜儀器由南京捷納思新材料有限公司提供），與傳統(tǒng)的傷口支架相比，經(jīng)過(guò)該光子晶體皮膚支架處理的創(chuàng)口表現(xiàn)出更快的愈合速度以及更優(yōu)的肉芽組織再生能力。這項(xiàng)工作不僅為高性能CPCs膜提供了一種新的材料，而且為基于CPCs的皮膚傷口支架設(shè)計(jì)提供了新的見(jiàn)解，這將為臨床治療傷口，特別是燙傷和燒傷提供新的機(jī)會(huì)。該研究成果于近日發(fā)表在被國(guó)際重要刊物《ACS Applied Polymer Materials》(DOI: 10.1021/acsapm.2c00462)上。“High-Performance Photonic Crystal Films for Thermal Management and Wound Healing” 。南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院、材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳蘇教授與南京醫(yī)科大學(xué)附屬江寧醫(yī)院李俊主任為共同通訊。南京工業(yè)大學(xué)博士李國(guó)星為第一作者。
該課題得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程、材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等基金的資助和支持。
