南京大学医学院赵远锦教授团:微流控3D打印技术制备立体超顺滑织物用于创面引流

3D打印快讯
2020
06/23
09:29
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来源:高分子科技

具有特殊浸润性的表面因其在环境、能源、生物医学等多个领域的应用受到广泛关注。其中,液体浸润多孔光滑表面(SLIPS)因对多种液体及液体阵列的稳定、无缺陷的排斥而在液滴操纵中展现出巨大的潜力。然而,现有的研究通常基于平面薄膜或是大块固体的表面,这极大地限制了SLIPS在复杂液滴操控中的应用前景。因此,可在复杂维度下操纵液滴的新型超顺滑材料亟待开发。

南京大学医学院赵远锦教授联合鼓楼医院整形烧伤科研究团队,设计了一种受猪笼草超滑结构启发的,基于微流控3D打印技术的立体超顺滑织物(图一)。该织物实现了液体在三维空间、复杂维度内无损快速的运输,为提高创面引流效率提供了新的思路。该研究成果以“Microfluidic Printing of Slippery Textiles for Medical Drainage around Wounds”为题发表在Advanced Science上(DOI: 10.1002/advs.202000789)。
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图一:a) 3D超顺滑聚氨酯织物的制备过程及浸润性表征示意图。b) 3D超顺滑织物结合负压封闭引流(VSD)装置用于临时腹腔关闭(TAC)以促进创面愈合示意图。


在本课题中,研究人员利用微流控技术连续制备了SLIPS聚氨酯微纤维,通过电镜表征可以看出微纤维的表面具有较为均匀的孔洞且内部孔洞相互连通。随后,利用微流控3D打印技术,研究人员制备了具有3D结构的聚氨酯超顺滑织物;结果表明,织物与单根超顺滑微纤维相比,多孔结构及超顺滑的特性几乎没有差异(图二)。
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图二:a) 单根微纤维的实时/连续生成过程及微观结构表征。b) 3D超顺滑织物在线制备过程及微观结构表征。

为进一步证明该超顺滑织物在实际医疗领域的应用潜力,研究人员构建了大鼠创面模型,将其置于创面与用于引流的海绵之间。结果显示,超顺滑织物结合负压封闭引流治疗显著改善了传统引流技术中存在的缺陷,进一步提高了创面引流的效率。由于液体石蜡的润滑性能,渗出物和血液可以快速无残留地通过超滑表面,织物因此可以不被杂质污染,从而降低感染的风险。此外,超顺滑织物隔离了海绵与创面,减少了海绵对组织的二次损伤,有效提升了创面修复的效果(图三)。这些优异的特性表明,三维的超顺滑微纤维织物在高效的创面管理中具有广阔的应用前景。
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图三:a)超顺滑聚氨酯织物用于腹部创面修复示意图。b)超顺滑织物辅助VSD用于创面修复过程。c) 使用超顺滑织物前后肠道组织表面微观结构表征。

相关研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助

论文链接:http://dx.doi.org/10.1002/advs.202000789



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