活性粘接剂敷料比其他方法更快地愈合伤口

割伤、刮伤、水泡、烧伤、碎片和刺伤——我们的皮肤有很多方法可以被打破。大多数皮肤伤口的治疗方法都是在伤口上加一道屏障(通常是一条粘性纱布绷带),以保持伤口湿润,限制疼痛,减少感染性微生物的接触,但不能积极地帮助伤口愈合。近年来,人们开发出了更复杂的伤口敷料,可以监测伤口愈合的各个方面,如酸碱度和温度,并将治疗药物送到伤口部位,但这些敷料制造复杂、价格昂贵且难以定制,限制了其广泛使用的潜力。

活性粘接剂敷料(AAD)在加热到体温时收缩,从而加速皮肤开放伤口的愈合。它还可以用于闭合心脏等内部组织的伤口,提供药物,并在基于软机器人的治疗中发挥作用。学分:哈佛大学Wyss学院

现在,一种新的、可扩展的加速伤口愈合的方法已经被开发出来,它基于热响应水凝胶,具有机械活性、弹性、坚韧、高度粘附性和抗菌性:活性粘接剂敷料(AADS)。由哈佛大学Wyss生物启发工程研究所、哈佛大学John A.Paulson工程与应用科学学院(SEA)和麦吉尔大学的研究人员创建,AADS可以比其他方法更快地闭合伤口,防止细菌生长。不需要任何额外的装置或刺激。这项研究在科学进展中有报道。

这项技术不仅可以用于皮肤损伤,还可以用于糖尿病溃疡和压疮等慢性伤口、药物输送以及软性机器人疗法的组成部分。”

通讯作者David Mooney博士,Wyss研究所创始核心教员,以及Robert P.Pinkas海洋生物工程家庭教授。

AAD的灵感来自胚胎的发育,胚胎的皮肤能够完全愈合,而不会形成疤痕组织。为了实现这一点,伤口周围的胚胎皮肤细胞产生由蛋白质肌动蛋白构成的纤维,肌动蛋白收缩将伤口边缘拉在一起,就像拉上一个拉绳袋一样。一旦胎儿超过一定年龄,皮肤细胞就会失去这种能力,在这之后发生的任何损伤都会在愈合过程中引起炎症和疤痕。

为了模拟将胚胎皮肤伤口拉近的收缩力,研究人员通过添加一种叫做PNIPAM的热响应性聚合物来扩展先前开发的坚韧粘附水凝胶的设计,这种聚合物既能防水,又能在90°F左右收缩。由此产生的混合水凝胶当暴露于体温下时,OGEL开始收缩,并通过海藻酸水凝胶和组织之间的强键将收缩PNIPAM成分的力传递给下伏组织。此外,银纳米粒子嵌入AAD中以提供抗菌保护。

AAD与猪皮肤的粘合力是创可贴粘合力的10倍以上,可防止细菌生长,因此即使在考虑其伤口闭合特性之前,该技术已经明显优于最常用的伤口保护产品。”

Benjamin Freedman,博士,Mooney实验室的博士后研究员,领导这个项目。

相关报道FDA批准了一种治疗晚期心力衰竭相关症状的新型装置。研究人员发现,在心脏病发作期间甚至之后,新的化合物都可以提供心脏保护。研究人员开发了智能绷带,可以监测伤口的愈合情况,以测试其AAD闭合伤口的情况。在小鼠皮肤贴片上进行试验,发现与未经处理的样品相比,伤口面积几乎没有变化,缩小了约45%,闭合伤口的速度比其他治疗方法更快,包括微凝胶、壳聚糖、明胶和其他类型的水凝胶。AAD也不会引起炎症或免疫反应,这表明它在活组织中和活组织上使用是安全的。

此外,研究人员可以通过在制造过程中添加不同数量的丙烯酰胺单体来调整AAD的伤口闭合量。“这种特性在将粘合剂涂在肘部等关节处的伤口时很有用,与胫骨等更静止的身体部位相比,肘部等关节处的伤口会移动很多,可能会受益于更松散的粘合,”合著者、前博士后研究员李建宇博士说。现在是麦吉尔大学的助理教授。

研究小组还建立了一个AAD辅助伤口闭合的计算机模拟,预测AAD可以使人类皮肤以与小鼠皮肤相似的速度收缩,这表明它在人类患者中显示临床效益的可能性更高。本杰明弗里德曼说:“我们正在继续这项研究,以进一步了解AAD产生的机械信号如何影响伤口愈合的生物过程,以及AAD在不同温度范围内的表现,因为体温在不同的位置可能会有所不同。”博士,穆尼实验室的博士后研究员,负责这个项目。“我们希望继续进行更多的临床前研究,以证明AAD作为医疗产品的潜力,然后致力于商业化。”

Wyss Fou说:“这是机械力疗法的另一个很好的例子,在机械力疗法中,可以利用对物理力在生物控制中所起关键作用的新见解,开发出一种新的、更简单的治疗方法,这种方法可能比药物或复杂的医疗设备更有效。”Nding董事Donald Ingber,医学博士,博士,哈佛医学院(HMS)血管生物学和波士顿儿童医院血管生物学项目的犹大福克曼教授,以及海洋生物工程教授。

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