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用于高效体液管理和促愈合的梯度强化Janus抗菌引流系统的研究
作者: 周洁
单位: 四川大学华西口腔医院

摘要

皮肤作为人体抵御外界侵害的第一道屏障,发挥着体温调节、刺激感受等重要的生理功能,但极易遭受外界损伤,引发出血、感染等系列问题。有效的体液管理是促进伤口早期修复的关键,而使用伤口敷料进行管理治疗是目前最常用的方法。其中,具有单向引流能力的Janus敷料因其独特的功能特性,受到了一定的关注与研究,但多数仍聚焦于浅表伤口的设计和应用,忽视了对深部伤口的彻底引流。针对深部脓肿的引流,当前临床主要通过建立开放引流通道,依赖重力驱动的被动排出,往往无法彻底引流,且缺乏局部的抗感染治疗强化作用。因此,本研究拟开发一种兼具抗感染能力和综合管理浅表和深层皮肤伤口体液引流的新型多功能引流系统。

通过顺序静电纺丝技术制备由聚丙烯腈(PAN)和聚己内酯(PCL)混合物组成的,包含疏水性大孔A5C5(PAN:PCL=5:5)层、亲水小孔PAN层和一个中间过渡的A8C2层的亲-疏水梯度和孔隙梯度的双梯度三层Janus引流膜(GAC)。并以阿莫西林(AM)为模型药物,制备具有局部药物缓释递送的抗菌GAC膜(GAC-AM)。对GAC及GAC-AM膜形貌、亲水性、力学性能等进行全面的理化性能表征;并通过系列液体传输试验,验证材料的自驱动单向导水性。随后,通过体外细胞和细菌试验初步验证材料的生物安全性、抗菌性,最后通过动物实验进一步验证材料的体内生物安全性、抗感染能力和促伤口愈合治疗效用。

1、本研究通过顺序静电纺丝技术,制作了由PAN、PAN:PCL=8:2、PAN:PCL=5:5共同构成的具有亲-疏水梯度、孔隙梯度的三层Janus纳米纤维引流条。该梯度强化Janus膜具有良好的单向导水能力和抗重力自驱动液体引流能力,且相较于传统的双层Janus膜性能有大幅提升,相关导水机制分析进一步支持上述结论。在此基础上,成功制备载有AM的GAC-AM膜,体外药物释放结果表明该引流系统具有48h长效药物缓释作用,能持久维持局部药物浓度。

2、体外抗菌试验结果表明,GAC-AM膜可有效释放负载药物发挥强大抗菌作用,抗菌率高达99.9%,并可有效预防生物膜形成。CCK-8、细胞活死染色试验表明GAC-AM膜具有良好的体外生物安全性。

3、背部脓肿模型促愈合试验表明,GAC-AM膜能有效引流伤口位点多余渗出体液,使局部细菌载量降低4log10单位,抑制炎症爆发并促进伤口早期愈合。

本研究制备的梯度强化抗菌引流系统,能够同时解决浅表和深部皮肤感染的渗出物、脓液等体液管理问题,具有良好的体液单向导流和抗重力自泵引流效应。能在感染局部持续缓释负载药物,具有良好的体内、体外抗菌性和生物安全性,能够极大的促进浅层及深层感染伤口的早期愈合。本研究制备了一种具有临床应用前景的新型抗菌引流材料,为临床引流策略提供了新思路。

关键词: 体液管理;伤口敷料;Janus结构;抗菌治疗;药物递送系统
来源:中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第19次口腔修复学学术会议