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中科院理化所在分形自泵油水凝膠敷料促進燒燙傷創面愈合方面取得新進展

來源：中國科學院理化技術研究所      2023-06-21
導讀：燒燙傷傷口中水腫組織和大量水泡分泌的過量滲出液，嚴重阻礙了創面愈合，對傳統敷料提出巨大挑戰。近期，中國科學院理化技術研究所王樹濤/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面愈合。該研究提出了一種動態乳化過程輔助的乳液界面聚合方法，借助亞穩態乳化動態過程，制備了具有分形結構的自泵油水凝膠敷料。在大鼠燒燙傷創面模型中，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，新生毛囊數目提高約13.5倍，新生血管數目提高約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為題發表在Advanced Materials上（https://doi.org/10.1002/adma.202301765）。中國科學院理化技術研究所蘭晉澤博士為第一作者，中國科學院理化技術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科院青年創新促進會的資助支持。

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圖1：快速自泵分形油水凝膠敷料設計。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)呈現從凝膠表面到內部顆粒直徑遞減排列，顆粒間水凝膠網絡(綠色，圖1c)形成分形親水微通道。分形自泵油水凝膠由動態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態分形水通道，結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。 

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

分形自泵油水凝膠利用其內部的分形水凝膠通道，可以實現液體的快速導出。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，內部形成連續導通的分形通道，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構設計模型，為燒燙傷等具有過量連續滲出液特征的傷口愈合提供了非常有前景的替代方案。 

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圖3：分形自泵油水凝膠敷料促進大鼠燒燙傷創面愈合。a）不同處理7天及21天后，新生真皮H&E染色切片中空腔區域（*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），新生毛囊數目（d）以及血管直徑（e）定量統計。 

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202301765


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