皮膚是人體最重要的器官組織之一,它不僅擁有奧妙的工作機制,而且還具備強大的自我修復能力。但與此同時,皮膚也是最容易受傷的器官組織,因此,臨床上一直想要研發出一款真正意義上的“
人造皮膚”,從而幫助患者更好地走出傷痛,并推動醫用生物材料發展。
再生醫學網獲悉,近日,來自寧波材料技術與工程研究所的朱錦團隊聯合國外團隊開發出一種超靈敏且可自修復的離子皮膚。使其擁有像人體皮膚一樣的彈性且具有自我修復能力,靈敏的觸覺功能可以隨著傷口的愈合而恢復。
據悉,研究團隊根據觸覺細胞的機械刺激響應原理,模擬真實人體皮膚的自愈功能和生物離子信號傳遞機制,設計合成了一種含有動態二硫鍵功能基團和氯取代基的新型熱塑性聚氨酯材料。
動態二硫鍵一直在進行可逆的動態鍵合,無需額外的能量即可使傷口在室溫下也能快速自主自愈。他們以離子液體作為信號傳輸介質,填充入上述熱塑性聚氨酯材料以后,開發出新型的離子導體;以銀納米線為柔性電極,聚氨酯為封裝材料,組裝成目標
離子皮膚。
由于聚氨酯中引入的氯取代基電負性較大,與離子液體間具有可逆的離子偶極相互作用。通過機械刺激改變氯取代基與離子液體之間可逆的離子偶極相互作用,能夠有效提高即時電容和初始電容的差值,從而提高靈敏度。
不僅如此,該研究工作還系統地闡述了壓電離子動力學(piezo-ionic dynamics)機制,以解釋高靈敏度的引發原理。
這項研究成果模擬了類似生物觸覺細胞的離子信號傳輸系統,根據力的變化控制離子導體內部的離子分布,最大限度地提高觸覺感知,有望應用于可穿戴醫療領域中的人機接口。
在過去,盡管有幾種人造皮膚問世,但大多存在弊端,無法在醫學領域大規模普及應用。對此,
再生醫學網表示,隨著該項研究成果問世,相信能夠打造出真正意義上的“人造皮膚”,使其擁有自我愈合能力,從而為推動我國乃至世界醫用生物材料進步做出突出貢獻!