上海交大蔣欣泉教授、復旦李卓教授 AFM: 生物啟發Janus通用粘接貼片 - 彌合軟組織和醫用器械界面
2025-02-15 來源：高分子科技
近期，上海交通大學蔣欣泉教授與復旦大學李卓教授合作開發了一種通用的Janus雙層粘附貼片，能夠實現即刻連接軟組織與醫用器械界面。醫療設備需要與人體組織安全且牢固地結合，以實現臨床檢測和干預。然而，軟組織與設備之間的界面不穩定，會產生間隙，造成固位差和感染風險高。封閉這些間隙的難題在于軟組織與醫療設備在表面能和機械性能方面存在差異。受牙齒軟組織天然雙層不對稱粘附密封結構的啟發，該工作開發了一種雙層結構的Janus粘合貼片。如圖1所示，這種結構由兩層功能性材料組成：一層是具有可調節剛度和粘性的半結晶彈性體層（丙烯酸十六酯聚合物，HA層），另一層是確保與組織牢固粘附的水凝膠層（聚丙烯酸水凝膠，PA層）。在植入前，HA層保持高模量且不具粘性，便于操作和精確定位。一旦植入，體溫會促使其內部結晶區域熔化，使材料變得柔軟，從而降低模量并增強其與各種設備材料的貼合性。另一方面，PA水凝膠層能夠吸收水分，并通過化學鍵合增強與濕潤軟組織的粘合，實現有效的界面密封。這兩層之間的相互滲透和交聯結構可防止在潮濕環境下發生分層或過度膨脹，從而提升粘合貼片的整體性能和長期穩定性。這種通用的密封和黏附效果已在多種模擬臨床情境中得到驗證，包括義齒固位、引流管固定以及種植體周圍炎的預防。因此，用于臨時即刻軟組織與器械整合的 Janus HAPA 粘附貼片在廣泛的臨床應用中展現出良好的潛力。
該工作以“Bio-inspired Janus Universal Adhesive Patch: Bridging the Contrasting Interface of Soft Tissues and Medical Devices”為題發表在《Adv. Funct. Mater.》上。文章第一作者是上海交通大學顏然博士。該研究得到國家自然科學基金委的支持。
該工作以“Bio-inspired Janus Universal Adhesive Patch: Bridging the Contrasting Interface of Soft Tissues and Medical Devices”為題發表在《Adv. Funct. Mater.》上。文章第一作者是上海交通大學顏然博士。該研究得到國家自然科學基金委的支持。
圖1 由結合上皮啟發設計的具有雙側非對稱粘附機制的Janus HAPA貼片，用于軟組織-器件接口集成。
論文的主要研究內容為：
圖2 HAPA貼片的HA層和PA層層間結合（A）和界面韌性比較（B）。
圖3 HAPA貼片體溫調控模量和粘附性能。（A）存儲模量隨DMA測量溫度的變化。（B） 25℃和37℃下HA聚合物和HAPA貼片的應力-應變曲線。（C）HAPA貼片在25℃或37℃時粘附不規則表面。
圖4 HAPA貼片在動物模型的應用。（A）義齒基托固位。（B）導管周封閉。（C）種植體基臺周封閉。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202422130
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（責任編輯：xu）
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