摘要
图文导读
图 1. 梯度模量组织粘合剂复合材料 (GmTAC)。 a) GmTAC 的设计和应用,用于在动态和流体丰富的环境中进行伤口闭合和预防撕裂。 GmTAC 设计为在其宽度 W 上具有梯度模量 E,其模量高于切口附近的下层组织 Etissue。 b) GmTAC 的功能组件,包括生物粘附基质、梯度模量微网和注入油的抗粘附表面。 c) 制造 GmTAC 的程序。 d) 缝合伤口闭合示意图;在张力或膨胀下会发生泄漏。 e) 使用软 TA 水凝胶贴片闭合伤口的图示,该贴片在负载下会发生过度变形并导致伤口撕裂。
图 2. 梯度模量组织粘合剂复合材料的制备。 a) 角溶液吹纺(A-SBS)法制备具有梯度模量的PCL微网。具有 α 弯曲角的角收集器用于纤维沉积。 b) PCL 微网沉积在 α = 30° 的角度收集器上; 在 SEM 图像中观察到相互连接的微纤维。 c) 模块化微网格在整个宽度上的杨氏模量; 模量从中间向边缘递减(Emax 和 Emin 分别是最大和最小模量)。 d) 收集器角度 α 对 Emax 和模量梯度 (Emax - Emin)/(W/2) 的影响,其中 W 是宽度。 在 (c, d) 中测试了模块化微网格样品。 e) 典型 GmTAC 贴片的光学图像; 贴片在干燥状态下具有柔韧性,厚度约为 96 µm; 在潮湿状态下,它坚韧且可拉伸,厚度约为 200 µm(比例尺:2 mm)。 f) GmTAC 顶部(注油表面)、底部(粘合表面)和横截面的 SEM 图像,表明微网与粘合水凝胶基质很好地结合在一起;比例尺:100 µm。
图 3. GmTAC 用于伤口闭合和预防撕裂。 a)在中线以外的不同位置测量的 GmTAC1 的应力-应变曲线。 b) GmTAC 的杨氏模量与不同层的模块化微网格,显示梯度模量特性和良好的可控性。 c) GmTAC1用于兔胃动态伤口闭合的离体演示。 GmTAC1 有效保护伤口免受高压撕裂; 相反,纯 TA 贴片(对照)在 62 mmHg 的低压下过度变形和破裂。 d) GmTAC 与纯 TA 相比的爆破压力(在猪小肠上进行)。 e) 不同 GmTAC 贴片的杨氏模量与文献报道的不同组织的模量比较; #表示本研究中使用的兔子小肠或胃。 插图显示了干燥状态下的不同 GmTAC 样品; 黄色虚线代表中线; 由于光散射,GmTAC 贴片呈白色。 f) 体外抗撕裂试验示意图。 g) 用 GmTAC3 和纯 TA 贴片桥接的猪肠组织的应力-应变曲线。 h) 以 0.15 的应变用不同的粘合剂贴片粘附的伤口间隙。
图 4. 附着力、安全性和生物降解性。 a) 体外 Janus 粘附试验示意图。 将粘附在组织表面的纯 TA 和 GmTAC1 贴片与另一个组织接触,然后分离以检查 Janus 粘附特征。 b) 对麻醉兔的体内 Janus 粘附试验。 贴有GmTAC1贴片的肠或胃表面与腹壁接触,随后分离,与腹壁无粘连。 即使在短暂接触(5-10 s)后,纯 TA 贴片也能迅速将肠或胃与腹壁粘附。 c) 不同 GmTAC 贴片在猪皮肤上的粘附能。 d) GmTAC1在不同组织表面上的粘附能。 e) GmTAC 在培养 24 小时后小鼠成纤维细胞 (3T3) 的活/死试验中的体外生物相容性。 f) GmTAC 在 Dulbecco 的磷酸盐缓冲盐水 (DPBS) 中的体外生物降解,在 37 °C 下添加和不添加胶原酶。
图 5. 模拟动态伤口闭合。 a) 兔小肠体内伤口闭合试验及模拟模型; b,c) 实验和模拟结果显示伤口在 70 mmHg 和 120% 的纵向拉伸下贴有不同的贴片。 d) 模拟结果显示不同粘合剂贴片下方组织的纵向变形 U1。 e) 纵向组织位移; 与 GmTAC3 粘附的伤口组织几乎具有与完整组织相同的变形行为。 f) 使用不同贴片的伤口间隙的实验和模拟结果。 g-i)伤口组织中的归一化应力与相应贴片所承受的应力相比; 相同载荷条件下完整组织的应力用作参考,由(g-i)中的虚线表示; 提供了显示伤口变形和应力分布的模拟结果。 在 (b-i) 中,纵向拉伸和内部压力分别为 120% 和 70 mmHg。
小结
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