生物分子膜附着在敏感组织上,释放活性成分
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组织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?怎么能伤口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。灵活的电影可以用镊子夹起,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。
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愈合过程: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。
薄膜的底部包含透明质酸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,活性药物成分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。的适用性绷带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。