為加強不同學科深度融合、協同創新、醫工交叉及成果轉化,為醫療與健康用紡織材料實現更高質量發展積蓄力量,10月19-20日,中國醫療與健康用紡織材料產業大會暨2023國際紡織生物醫用材料大會在青島召開。本次會議以“創新醫用材料、織造健康未來”為主題,以1個主論壇和6個平行論壇的形式召開,會議邀請了5位中外院士、8位海外學者,以及來自國內高校、醫療機構、標準化組織、醫療器械企業、紡織企業等單位的80多位專家報告,內容涵蓋科技前沿、技術創新、成果轉化、臨床應用、標準質量、評價監管等議題。
10月20日,6場平行論壇順利召開,分別圍繞醫用紡織制品評價、標準與法規;生物醫用與海洋生物材料;健康與老年用紡織品;可植入型醫用紡織材料與制品;醫療防護用紡織品;創面修復用紡織材料及制品六大主題進行。
接下來,我們將精編會議內容,陸續發布,以饗讀者!
平行論壇6:創面修復用輔助材料及制品
靜電紡絲納米纖維用于組織損傷修復 薛佳佳 北京化工大學
團隊開發了一系列基于電紡納米纖維的支架,以促進周圍神經、骨骼和皮膚的修復和再生。針對周圍神經損傷的修復與再生,以靜電紡絲纖維為基體,仿生構筑組織工程化神經導管,能夠模擬體內神經修復所需的微環境,促進神經修復。針對皮膚創傷的修復,通過放射取向纖維沉積梯度密度生物活性物質,促進細胞遷移并加速傷口愈合;根據皮膚再生階段所需的生長因子,構筑加載多重生長因子的多層級光熱纖維支架,整合拓撲結構、活性因子、光熱響應的多重誘導信號,并通過時空可控觸發式有序遞送不同的生長因子組合,顯著促進皮膚修復。結合光熱作用,構筑多功能骨修復支架,招募干細胞并誘導其成骨分化,提高骨缺損的修復效果。綜上,利用靜電紡絲纖維構筑多功能組織修復材料,促進組織損傷修復與再生。
仿生結構纖維材料與創面修復 宋波濤 西北大學
慢性創面發病機制復雜,給患者帶來了沉重的心理和經濟負擔,是臨床治療的一大難題。如何針對性的設計制備高性能創面修復材料是關鍵。電紡納米纖維材料具有組成可調、多級結構可控的特點,在創面修復領域具有廣闊的應用前景。本報告主要匯報本團隊利用仿生學設計思路,從大自然中汲取靈感,構筑具有二維及三維仿生結構的電紡纖維材料,闡明仿生結構的生物學效應,揭示仿生結構促創面愈合的效果及機理。
創面修復用紡織基高端敷料的設計策略 高晶 東華大學
細菌生物膜感染會使傷口延長和無法愈合,不斷威脅著人類的生命和健康。由于EPS基質的物理屏障效應,生物膜內的細菌難以殺死,這限制了抗生素等抗菌劑的滲透。為了解決這一問題,團隊設計了一種簡單而有效的治療方法來催化內源性NO供體產生NO。經過NO和PTT的順序協同作用,浸出的Cu2+/Cu+更容易進入細菌細胞膜,產生三級抗菌作用,進一步促進休眠細菌的死亡。通過理化性能、抗生物膜、抗菌性能、抗炎性能和促進血管化等方面對納米復合材料作為慢性傷口敷料的潛力進行了評估。生物膜被成功快速去除(≤6 h),細菌數量減少了3個數量級。此外,體外和體內實驗結果表明,在傷口愈合級聯過程中,Cu2+@PTPU能夠殺死細菌,減少炎癥,促進血管生長和膠原蛋白沉積,最終促進傷口愈合。
利用多層納米纖維復合材料調控脂肪干細胞加速燒傷創面愈合 冷向鋒 青島大學附屬醫院整形外科
具有抗菌和高效血管生成功能的多功能創面敷料被認為是修復燒傷創面的有希望的候選者。本研究設計并制備了一種裝載脂肪干細胞(TLWDA)的三層創面敷料,用于促進燒傷創面愈合。外層由徑向排列的納米纖維組成,表面包裹一層圓形梯度的表皮生長因子(EGF),用于表皮恢復。中間層是由甲基丙烯酰化殼聚糖(CSMA)水凝膠覆蓋的致密無序明膠納米纖維組成,以提供機械支撐和抗菌作用。內層是網狀結構的納米纖維紗線,表面涂有隨機明膠纖維,以調節脂肪干細胞(ADSCs)的旁分泌。我們發現,TLWDA支架具有良好的抗菌性能,能夠促進角質形成細胞、成纖維細胞和內皮細胞的遷移。ADSCs的血管化及EGF和FGF2的分泌也得到改善。在體內實驗中,TLWDA支架在促進大鼠皮膚燒傷創面愈合方面表現出令人興奮的效果。與僅使用TLWD或ADSCs的病例相比,再生表皮層厚度、膠原蛋白和血管的生成均有顯著改善。這種基于納米纖維的復合支架的獨特設計和開發以及ADSCs的操作將在加速燒傷創面愈合方面具有很大的潛力。
創面修復制品及其應用研究 陳達永 泰州市榕興醫療用品股份有限公司
在創傷修復領域,創面修復制品扮演著重要的角色。這些產品包括高端醫用敷料、可吸收止血材料、皮膚修復等細分領域,可用于預防、護理、抗菌止血、治療和修復等。創傷修復制品具備抗菌抗炎能力,對創面愈合有著積極的促進作用。報告重點介紹海洋生物材料應用開發、海藻醫用纖維的開發應用、水溶性纖維的開發應用、醋酸纖維的開發應用、高吸濕性絨毛漿的開發應用以及差異化紡織品的開發應用。
殼聚糖/聚ɛ-己內酯復合纖維膜的構建及其促進皮膚傷口愈合的研究 周芳 青島大學
細菌感染和慢性炎癥是阻礙皮膚傷口愈合的重要原因,構建具有高效抗菌、抗炎和促進傷口愈合的多功能創面敷料是十分必要的。團隊設計了一種含有靜電紡絲殼聚糖(CS)和活性ZnO納米顆粒的多功能雙層膜。外層由負載ZnO的聚(ε-己內酯)(PCL) 無規超細纖維構成,具有良好的抗菌活性。內層由具有核殼結構的CS取向纖維組成,可以提供抗炎和誘導細胞排列的功能。通過FTIR、TEM、SEM和XRD研究了雙層膜的結構、形貌和結晶行為。發現負載1.2 wt% ZnO納米粒子的雙層CS/PCL電紡膜表現出增強的拉伸強度和對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的明顯抑制作用,并且對成纖維細胞具有良好的相容性。此外,所制備的雙層膜能夠維持ZnO納米顆粒的高生物利用度,并與CS取向纖維發揮協同作用,減輕體內炎癥、刺激細胞遷移和上皮化。
基于細菌競爭粘附策略的抗創面感染纖維材料 魯振坦 武漢紡織大學
纖維材料被廣泛用于制備抗感染創面敷料。抗菌和益生菌療法是常見的兩種抗感染策略,這兩種策略都具有潛在的毒性和其他副作用。團隊報道了一種基于細菌競爭粘附機制控制創面感染的全新策略,制備了對細菌具有高強粘附率的纖維材料(1.74 × 109 CFU/cm2)。以該纖維材料制備的創面敷料能夠強烈的粘附創面處細菌,在敷料更換的過程中可以高效率的將致病菌從創面處剝離,減少感染創面處的致病菌濃度,調節創面菌落平衡,顯著的促進創面愈合。該研究打破了治療創面感染的固有思路,為新型抗感染創面敷料的開發提供了新的思路。該技術已開始在振德醫療衛生用品有限公司轉化推廣應用。
多功能縫合線的構筑及其促愈性能研究 毛吉富 東華大學
醫用縫合線是幾乎所有組織修復中所必需的醫療器械,為傷口提供足夠的機械支持直至愈合。然而,縫合線不能積極參與傷口愈合,其存在與降解還會引發異物反應導致炎癥感染。另外,由于醫用縫合線缺乏生理信號反應和易發生手術部位感染 (SSI),其臨床治療及愈合效果難以令人滿意。因此,構建適用于不同愈合傷口的多功能性縫合線是一項艱巨挑戰。現有研究結合電活性、抗菌、抑炎和抑瘢多種功能,從而構筑面向多種傷口的多功能性醫用縫合線,能夠有效從傷口愈合各時期入手調控,最終加速傷口修復。
納米纖維局部給藥與醫學應用 張俊 青島大學
傳統給藥方式通常是口服和注射,藥物在到達患處之前要經過全身循環,引起較大毒副作用。納米纖維具有大比表面積、高孔隙率等特點,在醫用和組織工程領域得到廣泛應用。利用便攜式靜電紡絲制備方式,采用納米纖維局部給藥,展現出極好的纖維膜貼合性,具有很好的止血和抗菌效果。
殼聚糖納米纖維骨架增強的快速粘液生成創面愈合材料 房磊 天津工業大學
傷口敷料與開放性傷口之間的無縫銜接是充分釋放敷料愈合能力的重要條件。傷口敷料與皮膚之間的縫隙會導致感染風險。為了能夠與各種形態的開放性傷口緊密貼合,制備了一種殼聚糖納米纖維骨架支撐快速粘液生成傷口敷料。敷料上的粘液為流體狀,能夠填充傷口的孔洞。對納米纖維膜的形態和化學,紡絲液的流變性和表面張力,納米纖維膜的生物相容性和吸收性,傷口敷料的體內動物實驗進行了研究來判斷愈合效果。快速生成的粘液敷料無細胞毒性,具有良好的血小板和全血粘附性,以及高吸水率。體內大鼠實驗顯示這種敷料能夠加速開放傷口的愈合。
圖案化納米纖維敷料協同脂肪干細胞遞送用于創面修復 周子藝 陸軍軍醫大學第二附屬醫院(新橋醫院)
靜電紡絲納米材料與干細胞修復損傷組織的相互作用主要集中在材料及其特定拓撲結構對細胞活力、增殖或旁分泌的操縱上。特別是,干細胞的旁分泌產物影響可修復細胞(即表皮細胞、成纖維細胞和內皮細胞)的行為,從而加速修復進程。本研究以圖案化納米纖維敷料協同脂肪干細胞遞送用于創面修復為目標,利用光焊技術與靜電紡絲技術相結合,制備結果,成纖維細胞和內皮細胞的遷移和血管生成均受到體外影響。基于大鼠皮膚創面愈合模型的體內研究也表明,納米纖維網狀物可以加速創面愈合速度,增加再生表皮的厚度,促進真皮層I型膠原蛋白的生成和cd31陽性血管的形成。綜上所述,這種納米纖維為設計組織修復支架提供了有效和有前途的選擇,包括操縱干細胞旁分泌和傷口愈合。
基于傷口滲出液實現動態皮膚管理的纖維復合敷料 劉星星 東華大學紡織學院
傷口生理信號的動態調節是傷口愈合的基礎。由于傷口愈合階段不匹配,傳統的生物材料通過提供生長因子來促進傷口愈合,導致軟組織被動修復。同時,傷口滲出物的生物活性往往受到氧化和細菌污染的限制。在這里,我們構建了一種細胞外基質模擬納米纖維/水凝膠互穿網絡(NFHIN),其三維納米纖維框架用于細胞移民,而含有水凝膠的界面氣凝膠則用于平衡傷口微環境。氣凝膠能收集傷口滲出物并轉化為多陽離子水凝膠,即使對細胞內病原體也有接觸殺滅作用(30分鐘內殺菌率大于99.9%),并能實時清除活性氧。與NFHIN共同培養后,體內皰液中成纖維細胞的生物活性得到了提高。NFHIN具有可持續的滲出物管理能力,其水分-蒸汽轉移率、平衡液體含量、楊氏模量和抗撕裂性能與人體皮膚相似。NFHIN可以收集和激活傷口滲出液,將其從臨床問題轉變為一種源自自身免疫的傷口調節系統,顯示了在危重皮膚病的傷口護理方面的潛力。
PLCL/脫細胞真皮基質構建生物活性氣凝膠用于全層皮膚缺損的修復研究 寧胥超 山東大學齊魯醫院(青島)
深度皮膚創面若不積極治療會引起一系列嚴重并發癥,存在多種局限性。本研究利用靜電紡絲技術制備出不同成分比例的PLCL/ADM復合納米纖維支架,通過對物理性能和生物相容性進行研究,選擇出最佳成分比例的PLCL/ADM復合納米纖維支架,用以制備不同均質濃度的PLCL/ADM復合氣凝膠,通過對其微觀形貌、壓縮力學、吸收滲液和止血等性能進行研究,選擇出最佳均質濃度的PLCL/ADM復合氣凝膠。將其與創面修復關鍵細胞共培養,觀察細胞在三維結構內的生長情況。建立大鼠全層創面修復模型,使用復合氣凝膠敷料修復創面,觀察創面愈合率和愈合質量。研究發現,PLCL : ADM = 7 : 3成分比例的復合納米纖維支架兼顧力學性能和生物相容性,是理想的創面修復生物可降解材料的成分比例。本研究制備的PLCL/ADM復合氣凝膠,具備優異的仿生功能,可模擬細胞外基質結構,在吸收創面過多滲血滲液的情況下保證創面的濕性愈合。復合氣凝膠可通過促進創面修復關鍵細胞的增殖活性并引導其生物學功能,提高創面的血管化速度與水平,促進膠原的快速生成,從而促進深層創面的快速高質量修復,為皮膚組織工程與臨床創面治療提供新的思路。