切口，擦伤，水泡，烧伤，碎片和穿刺 - 我们的皮肤可以通过多种方式打破。皮肤伤口的大多数治疗方法只需在其上放置一道屏障(通常是粘性纱布绷带)以保持湿润，限制疼痛，并减少接触传染性微生物，但不积极协助愈合过程。近年来，已经开发了更复杂的伤口敷料，其可以监测愈合的方面，例如pH和温度，并且向伤口部位递送治疗，但是它们制造复杂，昂贵且难以定制，限制了它们广泛使用的潜力。
现在，基于热响应水凝胶开发了一种新的，可扩展的加速伤口愈合的方法，该水凝胶具有机械活性，弹性，坚韧，高粘性和抗菌性：活性粘合剂敷料(AAD)。由哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的研究人员，哈佛大学的John A. Paulson工程与应用科学学院(SEAS)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，并且可以在不需要的情况下防止细菌生长对于任何其他装置或刺激。该研究报告在Science Advances中。
“该技术不仅可用于皮肤损伤，还可用于慢性伤口，如糖尿病溃疡和褥疮，用于药物输送，以及作为软机器人治疗的组成部分，”相应的作者David Mooney博士说。 D.，Wyss研究所的创始核心教员和SEAS生物工程的Robert P. Pinkas家庭教授。
AAD从发育中的胚胎中获取灵感，胚胎的皮肤能够完全自愈，而不会形成疤痕组织。为了实现这一目的，伤口周围的胚胎皮肤细胞产生由蛋白质肌动蛋白制成的纤维，该纤维收缩以将伤口边缘拉到一起，就像拉紧拉紧束带袋一样。一旦胎儿发育超过一定年龄，皮肤细胞就失去这种能力，并且在该点之后发生的任何伤害在愈合过程中引起炎症和瘢痕形成。
为了模拟拉动胚胎皮肤伤口闭合的收缩力，研究人员通过添加一种称为PNIPAm的热响应聚合物扩展了先前开发的坚韧粘合剂水凝胶的设计，该聚合物在90°F左右排斥水并收缩。得到的混合水凝胶当暴露于体温时开始收缩，并通过藻酸盐水凝胶和组织之间的强键将收缩的PNIPAm组分的力传递到下面的组织。此外，银纳米颗粒嵌入AAD中以提供抗微生物保护。
“AAD与猪皮结合的能力超过了创可贴的粘合力的十倍以上，并防止细菌滋生，因此这种技术已经明显优于大多数常用的伤口保护产品，甚至在考虑其伤口闭合性能之前， “领导该项目的穆尼实验室博士后研究员Benjamin Freedman博士说。
为了测试他们的AAD闭合伤口的程度，研究人员在小鼠皮肤贴片上进行了测试，结果发现，与未处理样本的面积几乎没有变化相比，它使伤口面积减小了约45%，并且闭合伤口比其他处理包括微凝胶，壳聚糖，明胶和其他类型的水凝胶。AAD也没有引起炎症或免疫反应，表明它可以安全地用于活组织中和活组织上。
此外，研究人员还能够通过在制造过程中添加不同量的丙烯酰胺单体来调整AAD进行的伤口闭合量。“将这种粘合剂应用于像肘部这样的关节上的伤口时，这种性质可能很有用，肘部可以移动很多，并且可能会受到松散粘合的影响，而不像胫骨这样的身体更静止的区域，”第一作者，Jianyu Li，博士，Wyss学院前博士后研究员，现任麦吉尔大学助理教授。
该团队还创建了AAD辅助伤口闭合的计算机模拟，该模拟预测AAD可导致人体皮肤以与小鼠皮肤相当的速率收缩，表明其在人类患者中显示临床益处的可能性更高。“我们正在通过研究继续这项研究，以更多地了解AAD所施加的机械提示如何影响伤口愈合的生物学过程，以及AAD如何在不同温度范围内发挥作用，因为体温在不同位置会有所不同，”本杰明说。 Freedman，博士，穆尼实验室的博士后研究员，负责该项目。“我们希望进行额外的临床前研究，以证明AAD作为医疗产品的潜力，然后努力实现商业化。”
“这是机械疗法的另一个很好的例子，其中对物理力量在生物控制中发挥的关键作用的新见解可以被用来开发一种新的和更简单的治疗方法，可能比药物或复杂的医疗设备更有效，” Wyss创始董事Donald Ingber，医学博士，博士，同时也是哈佛医学院血管生物学的Judah Folkman教授和波士顿儿童医院的血管生物学项目，以及SEAS的生物工程教授。
标签： 粘合剂
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