傷口愈合對于維持體內環境穩定及抵抗外界細菌感染至關重要。據統計，我國每年用于傷口治療的醫療成本高達200億美元，而臨床數據顯示，成人慢性傷口平均需要1年的時間才能完全愈合。目前，國內外研究者已采用基因編程、3D打印技術、干細胞培養等技術在創傷修復領域取得了一定的成效，但這些技術都存在一定的不足，如成本高、耗時長、成功率低、難以構建適宜的創面微環境。尤其是對于事故創傷、燒燙傷和術后創傷等特殊條件下的創傷修復，難以實現有效的傷口感染預防，容易造成二次感染和組織損傷。因此，開發出能夠實現創面完美修復與再生的新型傷口敷料不僅是亟待解決的臨床問題，也是關乎民生的國家需求。據臨床研究，創面在愈合過程中的細胞代謝和細胞增殖受傷口微環境（如物理、化學和生物因素）如溫度、傷口部位的pH值、氧氣水平，或葡萄糖水平的影響。
針對上述科學問題和關鍵影響因素，近日，南京工業大學化工學院、材料化學工程國家重點實驗室陳蘇教授與金陵醫院李俊主任將溫度作為傷口微環境的研究參數，通過實現對溫度的調控來操縱外界環境，增加皮膚的血流量，進而加速皮膚愈合的進程。膠體光子晶體(CPCs)作為一種具有周期性空間結構和獨特光子帶隙的材料，其本身高度有序的陣列可以有效地反射可見光和紅外線，從而能夠實現有效的反射冷卻效果。因此基于光子晶體的熱調節作用構筑用于皮膚創面愈合的傷口敷料，目前還尚未有人報道。首先從設計材料的微觀有序結構入手，在傳統的聚苯乙烯(PS)膠體粒子表面接枝馬來酸酐(MA)作為活性點，并引入聚醋酸乙烯酯(PVAc)原位生長均一納米尺寸的殼層，利用PVAc較低的玻璃化轉變溫度，實現相鄰殼層間的融合糾纏。基于此，構筑的光子晶體(CPCs)膜展現出較高的不開裂特性以及熱反射性能。再者，基于CPCs膜優異的附著力和熱管理特性，借助微流控涂膜技術成功實現了CPCs膜/纖維蛋白凝膠復合的傷口敷料設計（微流控涂膜儀器由南京捷納思新材料有限公司提供），與傳統的傷口支架相比，經過該光子晶體皮膚支架處理的創口表現出更快的愈合速度以及更優的肉芽組織再生能力。這項工作不僅為高性能CPCs膜提供了一種新的材料，而且為基于CPCs的皮膚傷口支架設計提供了新的見解，這將為臨床治療傷口，特別是燙傷和燒傷提供新的機會。該研究成果于近日發表在被國際重要刊物《ACS Applied Polymer Materials》(DOI: 10.1021/acsapm.2c00462)上。“High-Performance Photonic Crystal Films for Thermal Management and Wound Healing” 。南京工業大學化工學院、材料化學工程國家重點實驗室陳蘇教授與南京醫科大學附屬江寧醫院李俊主任為共同通訊。南京工業大學博士李國星為第一作者。
該課題得到了國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃、江蘇省高校優勢學科建設工程、材料化學工程國家重點實驗室等基金的資助和支持。
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