【摘 要】
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敷料是保护伤口,促进伤口愈合的重要物质基础。细菌感染在伤口恢复过程中造成了很多问题,如延长了伤口恢复时间,留下疤痕。慢性伤口给患者的行动带来极大的不便,同时还伴随着疼痛,伤口的快速愈合对慢性伤口来说,是当下急需解决的问题。因此,开发既能抑制细菌感染,又能主动促愈的敷料对于伤口的修复具有十分重要的意义。研究表明电刺激在伤口愈合过程中具有抗菌、引导细胞迁移以及增殖等多重作用。金属微电池能够提供稳定、自
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敷料是保护伤口,促进伤口愈合的重要物质基础。细菌感染在伤口恢复过程中造成了很多问题,如延长了伤口恢复时间,留下疤痕。慢性伤口给患者的行动带来极大的不便,同时还伴随着疼痛,伤口的快速愈合对慢性伤口来说,是当下急需解决的问题。因此,开发既能抑制细菌感染,又能主动促愈的敷料对于伤口的修复具有十分重要的意义。研究表明电刺激在伤口愈合过程中具有抗菌、引导细胞迁移以及增殖等多重作用。金属微电池能够提供稳定、自主的电刺激能量来源,其与医用敷料的一体化集成为电刺激在伤口修复领域的无线应用带来了新的机遇。本课题拟通过模板辅助磁控溅射在聚乙烯/棉/聚乙烯敷料和热塑性聚氨酯/明胶的表面沉积Cu/Zn微电池阵列,利用Cu/Zn接触伤口血液或渗液后产生的电偶反应以制备低粘附电活性抗菌敷料（Cu/Zn@PE/Cotton/PE）和时续性电活性的非对称润湿性的纳米纤维敷料（Cu/Zn@TPU/Gel）。研究发现:Cu/Zn@PE/Cotton/PE的外表面PE层没有极性基团不易粘连,内层棉纤维可以吸收伤口多余渗液,避免伤口潮湿,防止细菌滋生。同时Cu/Zn@PE/Cotton/PE透气性良好,气体通量600-700 mm/s,吸水率达300%以上,保湿率可以达到70%以上。Cu/Zn微电池的初始电压为0.7-0.8 V,初始电流为20-30μA,电流能保持1 h以上,电压保持48 h以上,可以持续48 h施加电刺激,Cu/Zn@PE/Cotton/PE对大肠杆菌和金黄葡萄球菌有明显的抗菌效果,SEM表明其可以通过破坏细菌细胞壁使细菌变形,达到杀死细菌的目的。同时,Cu/Zn@PE/Cotton/PE的抗菌作用依赖于Cu/Zn电偶的微尺度电场。微尺度电场可以通过快速提高细胞内ROS水平和扰乱细菌细胞的代谢活动来导致细菌死亡。此外,Cu/Zn@PE/Cotton/PE的浸提液对人成纤维细胞没有显示出明显毒性,有较好的生物相容性。Cu/Zn@TPU/Gel透气性为40 mm/s左右,Gel侧的WCA=0°,TPU侧的WCA＞120°,Cu@TPU/Gel和Zn@TPU/Gel的接触角都小于90°,构成了非对称润湿性结构,前半个小时保证有0.878 m A的电流刺激,后续保持24 h稳定的0.54 V左右的电压施加在伤口周围增强皮肤内源性电场,对对大肠杆菌的杀菌效率能达到98.90%,对大肠杆菌的杀菌效率能达到99.5%,抗菌效果显著。在PE/Cotton/PE和TPU/Gel上溅射Cu/Zn构筑微电池复合电活性敷料提供了一种简单方便、低成本、绿色环保的制备方式,Cu/Zn复合形成的电刺激效果还起到了抗菌的效果,有利于减少抗生素的使用,在创伤修复领域拥有巨大的应用前景。
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