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    南京大學醫學院趙遠錦教授團隊《Adv. Sci.》:微流控3D打印技術制備立體超順滑織物用于創面引流
    2020-06-18  來源:高分子科技

    具有特殊浸潤性的表面因其在環境、能源、生物醫學等多個領域的應用受到廣泛關注。其中,液體浸潤多孔光滑表面(SLIPS)因對多種液體及液體陣列的穩定、無缺陷的排斥而在液滴操縱中展現出巨大的潛力。然而,現有的研究通常基于平面薄膜或是大塊固體的表面,這極大地限制了SLIPS在復雜液滴操控中的應用前景。因此,可在復雜維度下操縱液滴的新型超順滑材料亟待開發。


    南京大學醫學院趙遠錦教授聯合鼓樓醫院整形燒傷科研究團隊,設計了一種受豬籠草超滑結構啟發的,基于微流控3D打印技術的立體超順滑織物(圖一)。該織物實現了液體在三維空間、復雜維度內無損快速的運輸,為提高創面引流效率提供了新的思路。該研究成果以“Microfluidic Printing of Slippery Textiles for Medical Drainage around Wounds”為題發表在Advanced Science上(DOI: 10.1002/advs.202000789)。


    圖一:a) 3D超順滑聚氨酯織物的制備過程及浸潤性表征示意圖。b) 3D超順滑織物結合負壓封閉引流(VSD)裝置用于臨時腹腔關閉(TAC)以促進創面愈合示意圖。


      在本課題中,研究人員利用微流控技術連續制備了SLIPS聚氨酯微纖維,通過電鏡表征可以看出微纖維的表面具有較為均勻的孔洞且內部孔洞相互連通。隨后,利用微流控3D打印技術,研究人員制備了具有3D結構的聚氨酯超順滑織物;結果表明,織物與單根超順滑微纖維相比,多孔結構及超順滑的特性幾乎沒有差異(圖二)。


    圖二:a) 單根微纖維的實時/連續生成過程及微觀結構表征。b) 3D超順滑織物在線制備過程及微觀結構表征。


      為進一步證明該超順滑織物在實際醫療領域的應用潛力,研究人員構建了大鼠創面模型,將其置于創面與用于引流的海綿之間。結果顯示,超順滑織物結合負壓封閉引流治療顯著改善了傳統引流技術中存在的缺陷,進一步提高了創面引流的效率。由于液體石蠟的潤滑性能,滲出物和血液可以快速無殘留地通過超滑表面,織物因此可以不被雜質污染,從而降低感染的風險。此外,超順滑織物隔離了海綿與創面,減少了海綿對組織的二次損傷,有效提升了創面修復的效果(圖三)。這些優異的特性表明,三維的超順滑微纖維織物在高效的創面管理中具有廣闊的應用前景。


    圖三:a)超順滑聚氨酯織物用于腹部創面修復示意圖。b)超順滑織物輔助VSD用于創面修復過程。c) 使用超順滑織物前后腸道組織表面微觀結構表征。


      相關研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等項目的資助。


      論文鏈接:http://dx.doi.org/10.1002/advs.202000789

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