生物分子膜附着在敏感组织上,释放活性成分

生物分子膜附着在敏感组织上,释放活性成分
新开发的用于伤口愈合的薄膜的最重要功能原理的示意图。图源:Ceren Kimna / TUM

慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员开发了一种薄膜,不仅能像绷带一样保护伤口,还能帮助伤口更快愈合,击退细菌,抑制炎症,有针对性地释放活性药物成分,并最终自行溶解。这一切都是由于它的专门设计和使用粘蛋白,一种天然存在于粘膜中的分子。

传统的绷带可能对治疗较小的皮肤擦伤非常有效,但当涉及到软性伤口时,事情就变得更加困难了比如舌头或肠等敏感表面的损伤。什么样的材料能在不损伤组织或粘在相邻点的情况下附着在那里?怎么能不受外界影响和细菌感染?什么样的物质会让下面的细胞闭合伤口,然后最终消失得无影无踪?

尽管最近在开发材料方面取得了进展,可以满足上述一些具体要求,但设计一个多功能一体化解决方案仍然是一个挑战。由慕尼黑工业大学(TUM)生物力学教授Oliver Lieleg领导的团队开发了一种生物聚合物薄膜,它同时结合了各种不同的功能。在最近发表的一项研究中,这种生物分子“绷带”显示出非常有希望的结果,并准备进行进一步的测试和定制。

用于敏感表面的多功能绷带

“干时,薄而。可以用镊子夹起,可以很容易地放在伤口上。该研究的第一作者Ceren Kimna说:“当与潮湿的组织接触时,薄膜的底部会变得黏糊糊的,并自行附着在组织上,而不需要额外的固定。”

Lieleg和他的团队能够证明,这些生物分子绷带甚至可以粘附在光滑的表面,如软骨和湿润的组织,如舌头上,而不会损坏组织表面。用这种薄膜覆盖皮肤伤口甚至可以加速愈合过程。

这项研究的一个特别目标是开发一种材料组合,几天后完全自行溶解而不留下任何残留物。研究人员能够在他们的实验中证明这一点,使用高分辨率显微镜图像的处理组织样本。

生物分子膜附着在敏感组织上,释放活性成分
被冷冻干燥的黏液。这些分子在新开发的用于伤口愈合的生物分子膜中起着重要作用。图源:Astrid Eckert / TUM

在薄膜的顶部和底部有不同的性质

薄膜由两层组成,使得每一面都可以设计成可以执行特殊任务。顶部由一种生物可降解聚合物组成,使薄膜稳定,它还含有粘蛋白。

“黏蛋白是自然存在于我们身体粘膜上的分子。在这里,我们首次在生物分子薄膜中使用它们来支持伤口愈合。它们提供了重要的特性来保护伤口:它们具有抗菌特性,抑制炎症,防止不必要的细胞在伤口上定居,”Lieleg教授解释道,他已经研究这些分子十多年了。

薄膜的底部包含这种材料以其结合水和促进伤口愈合的能力而闻名。其他分子在化学上与这些透明质酸大分子结合,并确保薄膜在接触水分时变得粘稠,使薄膜自发地粘附在组织上。

需要时,如抗生素也可以整合到底层。这种两层结构使得活性成分只能向一个特定的方向释放:朝向伤口。

迈向医疗应用的步骤

迄今为止,这种新材料组合已经在各种动物组织样本上进行了测试。此外,该团队能够在动物实验中证明伤口加速愈合,这是迈向临床应用的重要一步。的适用性未来是否可用于人类患者将在其他研究中进行检验。

在未来,这些绷带可以针对特定的应用情况和特定类型的组织进行优化。由于薄膜在水分的存在下完全溶解,它们也可以用于手术中暂时保护事后难以接近的内伤,例如在缝合切口后。

更多信息:Ceren Kimna等人,多功能“Janus‐Type”双层膜结合大范围组织粘附和引导药物释放,先进功能材料(2022)。DOI: 10.1002 / adfm.202105721
期刊信息: 先进功能材料

引用:生物分子膜粘附在敏感组织上并释放活性成分(2022,5月30日),检索自2022年11月14日//www.puressens.com/news/2022-05-biomolecular-adheres-sensitive-tissue-ingredients.html
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