搜狐科学 | 《科学》子刊:更快愈合,更强抗菌!果冻“创可贴”了解一下?

原标题:搜狐科学 | 《科学》子刊:更快愈合,更强抗菌!果冻“创可贴”了解一下?

文 / 周亦川 编 / 干玎竹

【搜狐健康】据《科学》官网报道,《科学进展》杂志7月24日发布了一项新的研究成果:这是一种新型凝胶果冻状“创可贴”,该敷料可以通过热收缩作用将伤口边缘拉在一起,实现更快更安全的愈合。目前,这种敷料已在小鼠身上测试成功,若在后续研究中证明对人类同样有效,将能够为轻伤到慢性损伤等多种疾病带来新的治疗选择。

美国哈佛大学威斯生物工程研究所David Mooney教授介绍,割伤、擦伤、烫伤烧伤……我们的皮肤有多种受伤的方式。多数人在受伤后的处理方法是在伤口上“设置”一个屏障,比如创可贴、粘性纱布、绷带等,以保持伤口湿润,抑制疼痛,减少传染性微生物的接触,但是,这种方法不能积极帮助伤口愈合。近年来,科学家们发明了更复杂的伤口敷料,可以监测愈合条件下的各个方面,例如酸碱度和温度等,在伤口部位进行治疗。但是,这些敷料的缺点是制作复杂,昂贵且难以定制化,限制了它们的使用潜力。

为了解决这类问题,Mooney与其他多个学院研究小组合作开发了一种新的愈合材料。他们设计了一种热响应的凝胶材料,这是一种具有机械活性、拉伸性、韧性、高粘性和抗微生物性的活性粘性敷料,能够快速让伤口闭合,并且无需任何额外的仪器或刺激手段防止细菌生长。

这项发明灵感来源于发育中的胚胎。Mooney解释,在成人伤口中,皮肤的角质细胞缓慢爬过伤口,覆盖受伤区域。但是胚胎皮肤在受伤时,它会迅速有效地愈合,不会形成疤痕组织。究其原因,是伤口周围的胚胎皮肤细胞产生由肌动蛋白形成的纤维,收缩将伤口边缘拉在一起,就像荷包被拉上一样。但是一旦胎儿发育到一定年龄以上,皮肤细胞就会失去这种能力,在此之后发生的任何损伤都可能在愈合过程中引起炎症和疤痕。

为了模拟这种将胚胎皮肤伤口闭合的收缩力,研究人员在由海藻提取的凝胶状物质中添加一种称为PNIPAm的热敏感聚合物,这种聚合物既能排斥水,又能在32℃左右收缩。因此,在体温的影响下,这种材料可以收缩,将伤口边缘的皮肤拉紧,加速愈合。

有了这种温度反应性凝胶,研究人员还要确保敷料能够粘住健康或受伤的皮肤,而这种辅助材料就是海洋中的另一种物质——壳聚糖,来自于贝类坚硬的外骨骼的长线性多糖分子。这种壳聚糖可以渗透皮肤把它和凝胶牢牢粘合起来。因此,这种敷料的粘性是创可贴的17倍以上,确保不会从受伤部位脱落。

研究人员添加了银纳米粒子赋予了敷料抗菌性能,银粒子释放稳定的银离子流,可杀灭大多数感染细菌。

Mooney介绍,在最初对猪皮的测试中,新的活性粘性敷料的粘合力是创可贴的十倍以上,还能够阻止细菌生长。且不说它的伤口闭合作用,这两种特性已经优于常用的伤口保护产品。

为了测试活性粘性敷料对伤口的闭合效果,研究人员使用了小鼠进行测试。实验组与对照组相比,它减少了大约45%的伤口面积。伤口在不到5天内愈合了一半,而对照组的伤口在一周或更长时间内愈合。小鼠未出现炎症或其他免疫反应,表明它在活体组织中应用是安全的。

研究人员还能够在制造过程中添加不同量的聚合单体调整活性粘性敷料的伤口闭合力。比如把敷料涂在肘部关节伤口时,这种特性会很有用。因为和胫骨等其他身体相对静止的部位相比,这个部分的皮肤拉伸活动很多,这种较松的闭合力可能更加受益。

该团队还创建了辅助伤口闭合的计算机模拟程序,该程序预测敷料可让人类皮肤与小鼠皮肤相当的速率收缩,证明在人类患者中应用的临床益处可能更高。在进一步的研究中,研究人员还将探讨敷料的机械力对伤口愈合速度的影响,以及在不同温度下的愈合作用等。

Mooney说,这项技术不仅可以用于皮肤损伤治疗,还可以用于一些慢性伤口,比如糖尿病溃疡和压疮;此外还可以用于一些皮肤药物缓释系统,等等。

哈佛医学院血管生物学教授,威斯生物研究所创始人Donald Ingber指出,这是机械疗法一个十分突出的应用案例,利用物理的力量实现生物学的治疗作用,带来了一种新的更简单的治疗方法,可能比药物或者复杂的医疗设备更有效果。

1. Sciencemag

This embryo-inspired bandage is 17 times stickier than a Band-Aid

https://www.sciencemag.org/news/2019/07/embryo-inspired-bandage-17-times-stickier-band-aid

2. Medicalxpress

Bioinspired wound dressing contracts in response to body heat to speed healing

https://medicalxpress.com/news/2019-07-bioinspired-wound-response-body.html

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