分形自泵油水凝膠敷料促進燒燙傷創(chuàng)面愈合獲新進展

。 燒燙傷傷口中水腫組織和大量水泡分泌的過量滲出液，嚴重阻礙了創(chuàng)面愈合，對傳統(tǒng)敷料提出巨大挑戰(zhàn)。近期，中國科學院理化技術(shù)研究所王樹濤/時連鑫團隊報道了一種具有分形親水微通道的自泵油水凝膠，這種凝膠可以快速移除過量滲出液，效率比純水凝膠提高約30倍，并能有效地促進燒燙傷創(chuàng)面愈合。該研究提出了一種動態(tài)乳化過程輔助的乳液界面聚合方法，借助亞穩(wěn)態(tài)乳化動態(tài)過程，制備了具有分形結(jié)構(gòu)的自泵油水凝膠敷料。在大鼠燒燙傷創(chuàng)面模型中，分形自泵油水凝膠敷料可顯著促進真皮、血管、毛囊再生，相比商用敷料TegadermTM，新生毛囊數(shù)目提高約13.5倍，新生血管數(shù)目提高約6.6倍，新生真皮空腔面積減少約42.5%。該研究為設(shè)計高性能燒燙傷功能敷料提供了新思路，近日以A Rapid Self-pumping Organohydrogel Dressing with Hydrophilic Fractal Microchannels to Promote Burn Wound Healing為題發(fā)表在Advanced Materials上。中國科學院理化技術(shù)研究所蘭晉澤博士為第一作者，中國科學院理化技術(shù)研究所王樹濤研究員和時連鑫副研究員為通訊作者，研究工作得到了國家自然科學基金和中國科學院青年創(chuàng)新促進會的資助支持。

圖1：快速自泵分形油水凝膠敷料設(shè)計。a)分形自泵油水凝膠快速導出傷口滲出液促進燒燙傷愈合示意圖;b，c)自泵油水凝膠(b)中分形水凝膠微通道(c)截面圖。

該研究報道的快速自泵油水凝膠敷料由聚甲基丙烯酸月桂酯(PLMA)油凝膠顆粒(黃色球體，圖1a)，以及聚丙烯酰胺(PAAm)水凝膠(藍色骨架，圖1a)共同組成。其中，油凝膠顆粒(紅色，圖1b)呈現(xiàn)從凝膠表面到內(nèi)部顆粒直徑遞減排列，顆粒間水凝膠網(wǎng)絡(luò)(綠色，圖1c)形成分形親水微通道。分形自泵油水凝膠由動態(tài)乳化過程輔助的乳液界面聚合方法制備，利用油水乳液漂浮-碰撞-合并過程中液滴由表及里從大到小梯度分布而形成的亞穩(wěn)態(tài)分形水通道，結(jié)合乳液界面聚合方法進行固化，制備了獨特的具有分形水凝膠微通道的自泵油水凝膠材料。

圖2：分形自泵油水凝膠(a)、均相油水凝膠(b)與純水凝膠(c)的結(jié)構(gòu)示意圖和動態(tài)接觸角曲線對比。

分形自泵油水凝膠利用其內(nèi)部的分形水凝膠通道，可以實現(xiàn)液體的快速導出。以均相油水凝膠和純水凝膠為對照，分形自泵油水凝膠可以在3 s內(nèi)快速地吸收液滴(圖2a)，而對于均相油水凝膠和純水凝膠，液滴吸收十分緩慢(圖2b-c)，分別經(jīng)過150 s(均相油水凝膠)和90 s(純水凝膠)后，仍不能完全吸收水滴。這是由于均相油水凝膠和純水凝膠內(nèi)部由獨立分隔的密閉腔體組成，無法像分形自泵油水凝膠一樣，內(nèi)部形成連續(xù)導通的分形通道，為液體快速導出提供多重分級毛細作用。該研究提供了一個快速導液傷口敷料結(jié)構(gòu)設(shè)計模型，為燒燙傷等具有過量連續(xù)滲出液特征的傷口愈合提供了非常有前景的替代方案。

圖3：分形自泵油水凝膠敷料促進大鼠燒燙傷創(chuàng)面愈合。a)不同處理7天及21天后，新生真皮HE染色切片中空腔區(qū)域(*標注)對比;b)不同處理21天后，新生組織免疫組化染色切片中新生毛囊(藍色箭頭)和血管(紅色箭頭)對比;c-e)新生真皮空腔面積(c)，新生毛囊數(shù)目(d)以及血管直徑(e)定量統(tǒng)計。

(來源：中國科學院理化技術(shù)研究所)

作者：蘭晉澤等 來源：《先進材料》