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苏大李刚、余嘉/港理大赵泽宇 Int. J. Biol. Macromol.:伤口修复生物大分子材料的研究进展
2024-04-03  来源:高分子科技

  作为人体最大的器官,皮肤对抗病原微生物起着关键的物理屏障作用,皮肤的复杂组成在受伤后的组织再生中带来了挑战。每年都有数千名患者遭受皮肤损伤,包括烧伤、烫伤、切伤和慢性疾病。根据美国疾病控制和预防中心的统计数据,每年约有1000万人经历着皮肤损伤带来的痛苦。敷料在伤口治疗中起到越来越重要的作用。新型复合功能敷料的使用可以提高伤口愈合效果,缩短治疗周期,改善患者预后,降低治疗成本。本综述阐述了伤口敷料领域的最新进展,介绍了新型敷料材料的设计与制备、功能以及临床应用前景,并重点概述了近年来在利用生物大分子材料进行伤口管理方面的最新进展。通过对现有文献的整理与分析,介绍了上述伤口管理策略在促进伤口愈合和组织再生方面的应用潜力,并展望了伤口敷料领域未来的发展方向。


  2024年3月18日,苏州大学现代丝绸国家工程实验室李刚教授、余嘉副教授和香港理工大学理学院赵泽宇博士合作综述了一项有关于近年来利用生物大分子进行伤口管理的最新进展。该项工作以Recent advances in harnessing biological macromolecules for wound management: A review”为题发表在国际学术期刊International Journal of Biological Macromolecules上(https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130989)。苏州大学硕士生袁竟轩王朔为共同第一作者,苏州大学李刚教授、余嘉副教授和香港理工大学理学院博士后研究员赵泽宇为共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划、科技部科技合作计划以及江苏省科技厅的财政支持同时还获得了中国纺织工业联合会的支持。


  这篇综述首先介绍了伤口的机制以及伤口管理的需求,包括良好的透气性、吸水性、生物相容性和抗菌性能等。随后,详细讨论了目前应用于伤口敷料的新型生物大分子材料,如丝素蛋白、海藻酸盐、透明质酸等,这些材料不仅具有优异的物理化学性质,还能够模拟生物组织的结构和功能,有望成为未来伤口治疗的重要选择。随后,进一步探讨了这些伤口敷料创新性的设计及其制备技术、分析了制备方式对敷料的性能影响。此外,还介绍了一些创新的敷料功能,如控释药物、调节伤口微环境、促进组织再生等,并着重分析了智能响应型敷料在伤口治疗中的应用前景。最后,评估了目前敷料在临床应用中的局限性和挑战,并提出了未来研究的方向,包括敷料的个性化设计、智能敷料的开发、临床需求等。 


1. 主要用于伤口敷料的生物大分子的分类图


 2. 不同方法制备的敷料样品及其示意图


 3. 智能监测伤口敷料概念设计及示意图


 4.伤口管理中的机遇与挑战


  生物大分子在伤口管理中具有巨大的应用潜力,可以加速伤口愈合、减少感染和并发症发生,并改善患者的生活质量,而多功能敷料(FWDs)随着新型复合生物大分子基生物材料和先进加工技术的不断更替而变得日益多样化。新型材料和功能的研究进展为伤口治疗提供了新的可能性,但仍面临着许多挑战。在未来应进一步加强交叉领域的研究,结合流体力学、材料科学、生物工程学和细胞生物学等各个学科,创建高效、先进和智能的伤口管理系统,同时更具体地针对特定伤口的情况进行分类定制,以更好地满足患者的需求。该工作是团队近期围绕大健康纺织纤维材料的最新研究进展之一ACS Biomaterials Science & Engineering, 2024, 10, 607-619; International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 129485; Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2024, 233, 113635; Chemical Engineering Journal, 2023, 459: 141628; Advanced Fiber Materials, 2023, 5: 1378-1391)


  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130989


通讯作者简介


  李刚,教授、博导,苏州大学现代丝绸国家工程实验室主任助理、党支部书记,江苏省第十五批“六大人才高峰”高层次人才、江苏省侨联青年委员会委员、苏州市侨联青年委员会常委、姑苏区侨联副主席、苏州大学侨青会副会长。香港理工大学博士,美国塔夫茨大学访问学者(导师:David Kaplan院士)。长期在纺织和生物医用材料等多领域展开跨学科研究。主要发表学术论文150余篇,授权国内外专利50余件。主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划课题等项目30余项,曾获中国纺织工业联合会优秀专利奖、山地未来“未来生活创新奖”、江苏省十大行业领域优秀科技成果奖、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛金奖、优秀创业导师等荣誉。主要学术兼职为中国生物材料学会智能仿生生物材料分会委员、江苏省高企认定专家库技术专家等、Journal of Fiber Bioengineering Informatics副主编、担任Advanced Materials等40余种国内外SCI杂志审稿人。


  余嘉,香港理工大学博士、哈佛大学访问学者、苏州大学骨科研究所/体育学院副教授;曾在美国Mayo Clinic、Harvard University的骨科生物力学实验室/中心开展访问研究。主要研究方向为:肌骨系统生物力学、医学3D打印、康复工程;已发表学术论文及专著50余篇,授权专利10余项,参与制定3D打印团体标准3项。主持国家自然科学基金面上项目,科技部重点研发计划子课题等10余项;担任中国生物医学工程学会康复工程分会青年副主任委员、中国康复辅助器具协会康复工程专业委员会青年副主任委员、SICOT中国部数字骨科学会第一届委员会委员、江苏省医学会数字医学分会第一届委员会青年委员、苏州市科技计划项目评审专家,以及国内外20多个权威杂志评审专家。


  赵泽宇,苏州大学硕士,香港理工大学博士,现为香港理工大学应用物理系博士后研究员。主要研究方向包括有机薄膜晶体管、生物传感器和柔性可穿戴电子器件。已发表学术论文20余篇,授权专利10余件。先后参与了国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划和香港创新及科技基金等多个项目,曾获中国国际"互联网+"大学生创新创业大赛全国总决赛金奖,日内瓦国际发明展金奖等荣誉。 

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(责任编辑:xu)
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