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      用微流控紡絲技術大面積構筑新螺旋結構人造皮膚

      來源:  科技日報       作者:楊芳 金鳳      發布時間:2021-9-29 21:58  |  

      在腹部等大創面的手術中,如何有效避免組織粘連,促進創面愈合,防止切口疝形成?日前,南京工業大學材料化學工程國家重點實驗室陳蘇教授課題組研發出一種基于雙溶劑相轉移原理的微流控紡絲新技術,該技術構筑的高強度螺旋纖維編織成的人造皮膚,為探索解決上述問題提供了一種技術支撐。近日,該研究成果刊發于《德國應用化學》雜志。

      “微流控紡絲技術因其高傳熱質效率、纖維結構精準可控等特點,在組織工程、人造皮膚和生物醫學等領域具有巨大的應用潛力?!闭撐牡谝蛔髡邉⒓獤|博士介紹,微流控技術可構筑化學交聯的螺旋微納纖維,但目前螺旋纖維原材料集中在海藻酸鈉、殼聚糖或葡聚糖等聚合物上,原材料的局限性導致產物強度低,限制了螺旋纖維的發展和應用。

      “基于雙溶劑相轉移原理的微流控紡絲技術,首次提出了一種具有廣譜性制備高強度螺旋纖維方法?!闭撐耐ㄓ嵶髡哧愄K教授介紹。

      研究發現,通過設計微流控芯片內相出口內徑及芯片傾斜角度,可實現螺旋纖維半徑、螺距及幅度的精確調控。

      “經過了物理化學相轉化過程,能夠有效地制造可拉伸、柔韌和生物相容性的螺旋微纖維,雙向拉伸強度均超過14MPa,約為同類型靜電紡絲纖維的6倍?!标愄K進一步解釋說,基于聚合物在不同溶劑中的溶解度參數差異,聚合物溶液(內相)與凝固?。ㄍ庀啵┌l生溶劑交換,從而導致聚合物溶液粘度增加并發生相分離,最終使纖維螺旋化。

      “較之傳統直纖維膜,螺旋纖維膜與內臟接觸面積更小,是前者的4%?!标愄K舉例道,螺旋形貌使人造腹壁具有雙向拉伸性,其機械性能及彈性更接近于人體組織。

      “就好比織布時用的紗支和密度不一樣,布匹的性能不一樣。螺旋纖維膜由于雙向拉伸彈性強,承載壓強大,更能‘托’住器臟,防止內臟‘漏’出來,避免切口疝形成,也促進更快愈合?!眲⒓獤|形象地解釋道,傳統醫用聚丙烯網及水凝膠敷料強度低,易形成切口疝,且排異性強,存在術后組織粘連和發生炎癥等風險。而現在研發出的微流控紡絲技術構筑的螺旋纖維,編織成的人造皮膚,敷料接觸面更小,皮膚組織更不容易粘連,愈合效果更好。

      陳蘇介紹,目前該方法可以廣泛應用于聚己內酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚砜、聚醚砜等多種聚合物的制備,打破了傳統方法原材料的局限性。

      (編輯:于思洋

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