作者:过国忠 李佳敏 张青 来源:科技日报 发布时间:2023/4/27 13:36:19
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复合水凝胶敷料粘力超强,有益伤口愈合

 

邓炳耀团队受海洋生物贻贝在潮湿环境下超强黏附性的启发,将季铵盐壳聚糖、多巴胺、槲皮素等成分有机结合在一起,构建了一种兼具黏附性、自修复、抗氧化、抗菌等多种优异功能的复合水凝胶敷料。

4月25日,科技日报记者从江南大学获悉,该校纺织科学与工程学院邓炳耀教授团队在海洋贻贝超强黏附性的启发下,通过将季铵盐壳聚糖、多巴胺、槲皮素等成分有机结合在一起,构建了一种兼具黏附性、自愈合、抗菌、抗氧化等多种优异功能的复合水凝胶敷料,并验证了其作为伤口敷料的应用潜力。

相关研究成果近日在线发表于国际期刊《美国化学学会应用材料与界面》。

将多种成分有机结合在一起

该团队李大伟副研究员介绍,水凝胶是由天然聚合物或合成聚合物交联而成的具有三维网络结构的高分子材料,具有良好的柔韧性和生物相容性,其制作的敷料液体吸收性能好,能够为创面创造一个利于组织再生的湿润环境,能够有效防止瘢痕形成并促进伤口愈合;凝胶滑弹状态可有效避免伤口黏连造成的二次伤害,因此成为医用敷料的极佳选择。

作为伤口敷料,水凝胶最初仅起到物理隔离保护和创造湿润环境的作用。然而,随着临床上对伤口修复的需求越来越多,单一功能的伤口敷料已经难以满足患者的期望和医疗材料的应用需求,这对水凝胶的性能也提出了更高的要求。多功能水凝胶敷料不光需要满足传统敷料的基本功能,还需要具备抗菌、抗氧化、自黏附等性能。

“槲皮素是一种对人类健康具有积极影响的天然生物活性材料,在我们日常生活中也经常碰到,它存在于洋葱、西兰花、葡萄、浆果、樱桃等各种水果和蔬菜中,且含量丰富。槲皮素已被证实具有卓越的抗氧化、抗炎和抗癌活性。”李大伟说。此外,槲皮素显示出优异的保护心脏和神经的能力以及良好的抗菌性能,本研究也证实了槲皮素在伤口治疗方面具有一定的潜力。

该团队成员、博士生王兰兰介绍,他们在尝试了多种天然抗菌材料和凝胶体系之后,受海洋生物贻贝在潮湿环境下超强黏附性的启发,将季铵盐壳聚糖、多巴胺、槲皮素等成分有机结合在一起,构建了一种兼具黏附性、自修复、抗氧化、抗菌等多种优异功能的复合水凝胶敷料。

可黏附在不同材质的物体上

“我们系统地研究了多功能水凝胶的微观形态结构、力学性能、溶胀性能、黏附性能等,揭示了多巴胺浓度和槲皮素浓度与水凝胶的自修复性能、抗氧化、抗菌性能和溶血性能之间的构效关系。”李大伟说。

值得一提的是,该水凝胶反应体系中存在多种类型的交联点,使得其拥有1800%的断裂伸长率;该水凝胶具有良好的贴附性、皮肤顺应性及可清除性。将片状的水凝胶贴在手指关节处,任意弯曲手指,水凝胶敷料均能维持表面的平整,并保持良好的贴附性。

此外,该水凝胶能够牢固地贴附在皮肤表面,易于揭下,且揭下时在皮肤表面不会残留,表现出良好的可清除性。同时,其能够经受外力挤压、摩擦,适合用作各种位置的伤口敷料。

该水凝胶还能够黏附在不同材质的物体上,如橡胶、塑料、木材、聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷、金属和骨骼等。该水凝胶中添加的槲皮素组分还赋予了材料抗菌、抗氧化以及优异的凝血效果,在创口敷料领域表现出极佳的适用性。

“因拥有高弹性和自黏附性,这款水凝胶不需要额外的纱布加固,直接粘在伤口位置就行,且不挑位置,哪里有伤口就贴在哪里。如果伤口较大,这个敷料能拉伸10多倍,多缠几圈固定得更牢固。它还具有很好的凝血效果,在应急救援、快速包扎止血等场景具有很强的实用性。”李大伟表示。

相关专家认为,该研究的最大意义在于,通过构建双网络互穿结构并结合槲皮素和聚多巴胺的特性,赋予了水凝胶材料自黏附、自修复、抗菌、凝血、抗氧化等特性,并且其价格低廉、容易量产,对于新型医用敷料的开发有着重要意义。

 
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