伤口用医学粘合剂: Janus不对称黏附贴膜为何物?

健康科学 2024-06-03 07:55 上海

近几年,有一种称为Janus不对称黏附贴膜在医学/学术界颇受关注,它的特点概括说就是胶水本体一面对生物组织结构有很好的粘性,另一面则无粘合特性.

这种Janus不对称黏附贴膜的制备工艺过程并不复杂,只需要把胶粘剂乳液倒入玻璃培养皿中,放置在室温条件下自然干燥,等水都挥发完全后,即可得到这种正反面粘性不均一的Janus胶膜.

刚开始接触到这类胶粘剂技术时, 很是不解为什么学术界里都要在标题里带上"Janus"这个名字?

后来才知道, 原来古罗马神话中有一个两面神Janus, 此神具有两张脸，分别朝向相对的两侧, 寓意着过去与未来两种截然相反的性质.

那么, 为什么这种正反面粘性不一的Janus胶粘剂贴膜为备受医学界欢迎?

众所周知,医用组织粘合剂目前正在逐渐替代传统手术缝合线,实现对伤口或手术切口的闭合.

然而,现有的组织粘合胶涂覆成膜后,通常双面都具有无差别的粘性，在闭合人体组织器官伤口时,胶膜背面的粘性很容易导致其与附近的组织发生粘连，造成术后不可避免的风险与隐患.

因而,开发具有不对称粘性的Janus胶粘剂贴膜被认为是满足临床应用的有效方法:具有粘性的一面可以有效粘接组织器官,闭合伤口;无粘性一面可以有效防止胶粘剂贴膜与其它组织器官的粘连.

如下图所示,实验室最佳的Janus胶粘剂贴膜样品的正面可以很好粘住猪皮,背面则与猪皮无明显粘性.

研究者对实验室制备的系列Janus贴膜的正面与背面都做了粘接强度测试, 发现对于性能最佳的QLPU75贴膜, 其正面对猪皮的粘性剪切强度可达22kPa,背面则只有不到4kPa,两者差距5.5倍左右.

所以, 制备出粘性不对称的Janus胶粘剂贴膜的胶粘剂乳液到底拥有着怎样的特殊秘方?竟然只需静置就能让干后的胶膜正反面拥有完全不一样的粘性?

原来这个胶粘剂乳液是水性聚氨酯分散液(PUD), 整个高分子链段由IPDI, PEG, PPG, Q12(季铵盐)和lysine (Lys) 组成.

在PUD的水分蒸发过程中,亲水组分PEG, 具有高表面活性和界面能的Q12和聚氨酯中的极性基团(-NH-, C=O) 迁移并富集在膜表面, 而疏水组分PPG则留在膜底部, 从而实现了干燥后的胶膜具有正反两面不一样的粘接效果.

此外,季铵盐的存在让这类胶粘剂贴膜拥有良好的抗菌性能,避免大量使用抗生素.

与商业化的伤口敷料贴膜相比, 实验中使用的Janus胶粘剂贴膜QLPU75可以有效抑制细菌感染,如下图所示:

不用贴膜(control)和使用了商业敷料贴膜下的伤口在1-3天里明显出现细菌感染的状况, 而QLPU75 贴膜不但没细菌感染,伤口愈合速度也明显要快一些.

由此可见,具有正反面不一样粘接性能的Janus不对称黏附贴膜在医用领域还是拥有很好的应用前景.

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