南京大學醫(yī)學院趙遠錦教授團：微流控3D打印技術(shù)制備立體超順滑織物用于創(chuàng)面引流

來源：高分子科技

具有特殊浸潤性的表面因其在環(huán)境、能源、生物醫(yī)學等多個領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。其中，液體浸潤多孔光滑表面(SLIPS)因?qū)Χ喾N液體及液體陣列的穩(wěn)定、無缺陷的排斥而在液滴操縱中展現(xiàn)出巨大的潛力。然而，現(xiàn)有的研究通常基于平面薄膜或是大塊固體的表面,這極大地限制了SLIPS在復(fù)雜液滴操控中的應(yīng)用前景。因此，可在復(fù)雜維度下操縱液滴的新型超順滑材料亟待開發(fā)。

南京大學醫(yī)學院趙遠錦教授聯(lián)合鼓樓醫(yī)院整形燒傷科研究團隊，設(shè)計了一種受豬籠草超滑結(jié)構(gòu)啟發(fā)的，基于微流控3D打印技術(shù)的立體超順滑織物（圖一）。該織物實現(xiàn)了液體在三維空間、復(fù)雜維度內(nèi)無損快速的運輸，為提高創(chuàng)面引流效率提供了新的思路。該研究成果以“Microfluidic Printing of Slippery Textiles for Medical Drainage around Wounds”為題發(fā)表在Advanced Science上(DOI: 10.1002/advs.202000789)。

圖一：a) 3D超順滑聚氨酯織物的制備過程及浸潤性表征示意圖。b) 3D超順滑織物結(jié)合負壓封閉引流（VSD）裝置用于臨時腹腔關(guān)閉(TAC)以促進創(chuàng)面愈合示意圖。

在本課題中，研究人員利用微流控技術(shù)連續(xù)制備了SLIPS聚氨酯微纖維，通過電鏡表征可以看出微纖維的表面具有較為均勻的孔洞且內(nèi)部孔洞相互連通。隨后，利用微流控3D打印技術(shù)，研究人員制備了具有3D結(jié)構(gòu)的聚氨酯超順滑織物；結(jié)果表明，織物與單根超順滑微纖維相比，多孔結(jié)構(gòu)及超順滑的特性幾乎沒有差異（圖二）。

圖二：a) 單根微纖維的實時/連續(xù)生成過程及微觀結(jié)構(gòu)表征。b) 3D超順滑織物在線制備過程及微觀結(jié)構(gòu)表征。

為進一步證明該超順滑織物在實際醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，研究人員構(gòu)建了大鼠創(chuàng)面模型，將其置于創(chuàng)面與用于引流的海綿之間。結(jié)果顯示，超順滑織物結(jié)合負壓封閉引流治療顯著改善了傳統(tǒng)引流技術(shù)中存在的缺陷，進一步提高了創(chuàng)面引流的效率。由于液體石蠟的潤滑性能，滲出物和血液可以快速無殘留地通過超滑表面，織物因此可以不被雜質(zhì)污染，從而降低感染的風險。此外，超順滑織物隔離了海綿與創(chuàng)面，減少了海綿對組織的二次損傷，有效提升了創(chuàng)面修復(fù)的效果（圖三）。這些優(yōu)異的特性表明，三維的超順滑微纖維織物在高效的創(chuàng)面管理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖三：a)超順滑聚氨酯織物用于腹部創(chuàng)面修復(fù)示意圖。b)超順滑織物輔助VSD用于創(chuàng)面修復(fù)過程。c) 使用超順滑織物前后腸道組織表面微觀結(jié)構(gòu)表征。

相關(guān)研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等項目的資助

論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1002/advs.202000789