生物組織分析儀應(yīng)用于生物粘附性的力學(xué)測(cè)試

生物粘附無(wú)疑在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。近年來(lái)，水凝膠因其優(yōu)異的粘附性、生物相容性、降解性和抗菌性等特性，在生物粘附方面得到了迅速發(fā)展。水凝膠可調(diào)節(jié)的粘附強(qiáng)度使其可以根據(jù)需要作用于身體的多個(gè)部位，而水凝膠的生物相容性可以防止其對(duì)身體產(chǎn)生不良影響，有望推動(dòng)水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。可降解水凝膠可根據(jù)需要從傷口中去除，降解過(guò)程簡(jiǎn)單，為傷口后處理提供了新思路。水凝膠的抗菌特性可以保護(hù)傷口免受細(xì)菌感染，為解決細(xì)菌耐藥問(wèn)題提供了良好的渠道。因此，生物粘附水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)水凝膠用作傷口敷料時(shí)，其適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度可以應(yīng)用于身體的可拉伸部位，并可以加速傷口止血，促進(jìn)傷口愈合。在組織修復(fù)領(lǐng)域，水凝膠憑借其優(yōu)異的粘附性可以有效閉合傷口，從而促進(jìn)組織再生。在細(xì)胞粘附方面，水凝膠可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的粘附強(qiáng)度，促進(jìn)特定細(xì)胞的形成，用于細(xì)胞治療。作為一種可穿戴傳感器，水凝膠可以有效地傳輸和檢測(cè)人體產(chǎn)生的生理信號(hào)。該文總結(jié)了水凝膠的特性及其在生物粘附領(lǐng)域的應(yīng)用，可為水凝膠的設(shè)計(jì)提供啟示，支持水凝膠在生物粘附領(lǐng)域的發(fā)展。
 

SCI論文導(dǎo)讀-上海保圣質(zhì)構(gòu)儀助力川大李建樹(shù)教授團(tuán)隊(duì)LTF生物粘合劑研究----保圣TAXTC-20的用戶研究成果

基于具有天然光熱抗菌能力超分子的天然生物小分子的生物粘合劑的非壓迫性止血與有效創(chuàng)面的愈合四川大學(xué)李建樹(shù)教授團(tuán)隊(duì)在《ACS applied materials & interfaces》期刊（IF=10.383）上發(fā)表了題為“Natural Small Biological Molecule Based Supramolecular Bioadhesives with Innate Photothermal Antibacterial Capability for Nonpressing Hemostasis and Effective Wound Healing”的文章（DOI：10.1021/acsami.2c17415）。研究人員研究了一種天然小生物分子的生物粘合劑，由天然小分子生物(α-硫辛酸和單寧酸)和少量的氯化鐵，通過(guò)一種極其簡(jiǎn)單和綠色的途徑來(lái)進(jìn)行傷口處理。在這個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)組分之間的共價(jià)和非共價(jià)相互作用導(dǎo)致了自我修復(fù)超分子生物粘附性。它具有良好的濕組織粘連性、高效的非壓迫止血性和自由基清除作用的能力。更重要的是，單寧酸與Fe3+的相互作用使該生物粘合劑具有天然的穩(wěn)定性，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均表現(xiàn)出極好的光熱殺菌活性。這種生物粘合劑能夠促進(jìn)體內(nèi)線性和圓形傷口的愈合，尤其能夠促進(jìn)在近紅外(NIR)下輻射的感染性傷口的愈合。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

研究表明，α-硫辛酸可與單寧酸和氯化鐵結(jié)合，以制造高性能通用水下粘合劑；更重要的是，單寧酸和粘合劑中的Fe3+之間存在一定的相互作用，使生物膠粘劑具有潛在的光熱抗菌活性，這可能是一種高效且具有經(jīng)濟(jì)效益的非藥物物理治療策略。

然而，很少有深入的研究探索天然小分子的生物粘合劑極具促進(jìn)傷口愈合的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼�，為探究一種安全、有效的抗菌粘合劑，本研究構(gòu)建的LTF生物粘合劑是由α-硫辛酸、單寧酸和氯化鐵，通過(guò)一種簡(jiǎn)單的綠色途徑合成，能夠促進(jìn)傷口的愈合，為傷口處理提供較高的應(yīng)用價(jià)值。（見(jiàn)圖1）
 

圖1  LTF超分子生物粘合劑的制備過(guò)程及其在傷口管理中的應(yīng)用示意圖。由于鄰苯二酚的存在，LTF具有良好的光熱性能，金屬配位鍵賦予它優(yōu)異的光熱抗菌性能，有利于傷口愈合。
 

2 試驗(yàn)方法
 

2.1試驗(yàn)材料

硫辛酸（LA），麥克林生化科技有限公司（上海）；單寧酸（TA）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH），阿拉丁生化科技有限公司（上海）；氯化鐵（FeCl3），阿達(dá)瑪斯貝塔化學(xué)試劑有限公司（上海）。
 

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

該試驗(yàn)對(duì)LTF超分子生物粘合劑的合成及表征；黏附強(qiáng)度試驗(yàn)，流變特性試驗(yàn)，剪切試驗(yàn)，破損壓力試驗(yàn)；細(xì)胞相容性與體外增殖，細(xì)胞體外染色，光熱光譜分析性能，體外光熱抗菌試驗(yàn)，自由基清除能力；體外止血能力測(cè)試，體內(nèi)傷口閉合，體內(nèi)傷口愈合進(jìn)行研究。
 

那文章中研究人員用什么方法來(lái)表征LTF超分子生物粘合劑的黏附強(qiáng)度呢？

這就要看我們上海保圣質(zhì)構(gòu)儀發(fā)揮著的作用了。

使用質(zhì)構(gòu)分析儀（TA.XTC-20；Bosin Tech, shanghai ）在37°C下對(duì)黏附強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定(如圖2所示)。具體試驗(yàn)過(guò)程如下：將LTF澆注在PTFE模具中（厚度2.0mm，直徑10mm），將PTFE模具放置在測(cè)試容器中進(jìn)行多樣化試驗(yàn)（條件：干燥；水下）。在恒壓模式中，速度為1mm/s的TA/5S探頭與樣品接觸，當(dāng)板的位移達(dá)到固定值（10mm遠(yuǎn)離樣品臺(tái)表面）時(shí)，將LTF樣品從固定力（1 N）中收縮，所施加的最大力將板與LTF樣品分離，設(shè)置為粘附力。試驗(yàn)針對(duì)每種情況測(cè)試了三個(gè)樣品。

圖2 黏附性能。（a）LTF超分子生物粘合劑可以從18G針頭注射，可以承受拉伸、扭轉(zhuǎn)、擠壓和水沖洗。（b）表面涂有LTF生物粘合劑的PET薄膜可以密封塑料瓶上的小孔，完全防止漏水。（c）LTF超分子生物粘合劑可在水下注射，重量為500g(附著面積直徑3cm)。（d）LTF超分子生物粘合劑可以連接不同的濕組織樣品。（e）LTF超分子生物粘合劑對(duì)濕組織樣品的搭接剪切強(qiáng)度和（f）破裂壓力（g）不同條件下LTF超分子的粘附力及粘附力測(cè)試方案。數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。