除了一些實驗性繃帶外,大多數(shù)繃帶通常只是用于覆蓋傷口,而不是積極治愈傷口。然而,新的“活性粘合劑敷料”(AAD)繃帶并非如此,其在模仿胚胎皮膚的同時放棄了抗生素的使用。
在動物胚胎的發(fā)育過程中,胚胎在傷口愈合時皮膚不會留下疤痕。這是因為這些傷口周圍的皮膚細胞產(chǎn)生由稱為肌動蛋白的蛋白質(zhì)制成的纖維。這些纖維收縮,從而通過將其邊緣拉在一起來愈合傷口,其不會產(chǎn)生疤痕組織。
哈佛大學(xué)與麥吉爾大學(xué)的研究人員合作,開始通過復(fù)制這個過程來研發(fā)全新的繃帶。得到的AAD由粘合劑藻酸鹽(藻類衍生的)水凝膠制成,其上已加入銀納米顆粒和稱為PNIPAm的熱響應(yīng)聚合物。該聚合物不僅具有疏水性,而且還可以在約90oF(32oC)的溫度下收縮。
Fig. 1 Bioinspired design of AAD for promoting wound contraction.
當應(yīng)用于傷口時,水凝膠與皮膚強烈結(jié)合。此外,人體熱量加熱PNIPAm,導(dǎo)致凝膠收縮。粘附的下層皮膚與其收縮,快速有效地使傷口愈合。同時,大多數(shù)可能引起感染的細菌被銀納米粒子殺死。
Fig. 2 Mechanical and antibacterial properties of AAD.
Fig. 3 Thermoresponsiveness of AAD and in vitro contraction on skin.
通過改變凝膠中PNIPAm的量,可以調(diào)節(jié)它將皮膚拉到一起的程度。這種控制可以派上用場,因為肘關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)上的皮膚需要在愈合時保持更大的伸縮性和柔韌性,而不是身體較平坦的部位。
在實驗室測試中,研究人員發(fā)現(xiàn)AAD粘附在豬皮上的力量是創(chuàng)可貼的10倍。它還使小鼠的傷口面積減少了約45%,而對照組未經(jīng)治療的傷口在同一時期幾乎沒有減少。此外,它比其他測試的實驗性愈合水凝膠能更快地使傷口愈合,并且它不產(chǎn)生炎癥或免疫反應(yīng)。
Fig. 4 In vivo wound healing with application of AAD.
“我們正在通過研究繼續(xù)這項研究,以更多地了解AAD所施加的機械提示如何影響傷口愈合的生物學(xué)過程,以及AAD如何在不同溫度范圍內(nèi)發(fā)揮作用,因為體溫在不同位置會有所不同,”該項目的首席科學(xué)家、哈佛大學(xué)的Benjamin Freedman博士說道。“我們希望進行額外的臨床前研究,以證明AAD作為醫(yī)療產(chǎn)品的潛力,然后努力實現(xiàn)商業(yè)化。”
關(guān)于這項研究的論文最近發(fā)表在《科學(xué)進展》(Science Advances)雜志上。
論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw3963
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