研究人员开发用于伤口愈合的3D打印细菌纤维素材料

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-03 来源:中国3D打印产业化网 浏览次数:301
 

研究人员开发用于伤口愈合的3D打印细菌纤维素材料




       中国3D打印产业化网讯,在医疗领域,无论是通过使用3D打印绷带,3D打印血小板还是纳米纤维素等生物材料,过去我们都可以看到3D打印用于愈合和修复伤口。一组研究人员在一篇题为《3D打印纤维素纳米皮肤:未来的糖尿病伤口愈合》论文中讲解了使用细菌纤维素进行伤口愈合。
        研究小组写道:“大多数3D打印机会利用热量来熔化要打印的塑料或金属,而生物基材料则会降解。所以纤维素纳米原纤维可以解决这个问题:印刷浆料是湿的,并干燥成固体材料。在这项工作中,使用细菌纤维素3D打印膜显示了溃疡中最近的伤口愈合。”


[图片:American Process Inc.]
         纤维素纳米纤维,也称为纳米纤维素,由木材或细菌制成,是纤维素可分解成的最小的纤维。它们最多可以包含50%的水,并且这种粘度使其非常适合3D打印浆料,一旦干燥,它们就可以产生坚固的,可生物降解的材料。通过操纵原纤维之间的交联,可以改变性能,从而可以制造坚固,多孔和柔性的结构。纳米纤维素增加了在伤口愈合疗法中创建新材料的机会。但是这种发展仍然需要进行水分测试,以开发用于医疗和生物技术应用的纤维素纳米原纤维进行3D打印。“自2015年以来,我们小组发表了几篇文章,使用纳米皮肤膜进行伤口愈合治疗,成功治疗了糖尿病性溃疡,车祸和其他意外事故,需要截肢的溃疡。“

   用3D细菌纤维素生物敷料治疗伤口愈合(a);开发的膜(b)Nanoskin开发的设备(c)
         这次,研究小组探索了一种新型的生物材料,并制备了各种不同的细菌纤维素纳米复合材料,例如与海藻酸钠和氯化钙交联的BC /硫酸软骨素和透明质酸。他们还合成了细菌纤维素和细菌纤维素/硫酸软骨素/透明质酸。
        研究人员解释说:“乙酸发酵过程是通过使用葡萄糖作为碳水化合物源来实现的。这一过程的结果是醋和纳米生物纤维素生物质。修饰过程是基于在细菌接种之前向培养基中添加透明质酸和硫酸软骨素(1%w / w)。细菌纤维素(BC)是由革兰氏阴性细菌木糖杆菌产生的,可以从纯3-D结构的培养基中获得,该结构由超细纤维素纳米纤维网络组成。”研究人员指导完成体内分析–该模型是一名60岁的患者,被诊断出患有糖尿病足伤口。

1个月的伤口愈合演变以及3D细菌纤维素撞击生物伤口敷料的使用。
      当这名患有肾功能衰竭的患者到达医院时,伤口被感染并积聚了许多脱落的组织。研究人员开始使用3D打印的细菌纤维素膜治疗患者的伤口。3D打印的细菌纤维素材料在隔天使用了一个月,取得了一些出色的效果-伤口的边缘和底部开始愈合,伤口面积减小了。此外,腐烂组织很容易去除,健康的红色肉芽组织开始生长,可以在下图中看到。


2个月内伤口愈合,3D打印细菌纤维素撞击在生物伤口敷料中的使用。

      “然后,在超过1个月后,仅通过3-D打印细菌纤维素处理即可去除几乎所有的蜕皮组织;研究人员写道:“肉芽形成和健康组织的积累正接近皮肤,伤口正在闭合。最后,经过4个月的治疗,伤口完全愈合,伤口区域的疤痕很小,并且能够随着时间的推移而减少。”


图4.在4个月内伤口完全愈合,影响了细菌纤维素生物伤口敷料3D打印的使用。
       研究人员能够通过“除了用藻酸钠和氯化钙交联以外,用透明质酸,硫酸软骨素替换发酵培养基”来成功地修饰细菌纤维素。他们能够从生物材料中制造出有前途的3D打印支架。  此外,该团队还开发了用于执行其工作的新设备。

    总之,3D打印细菌纤维素膜适用于糖尿病性溃疡,具有明显的病灶和伤口愈合功效; 而且,天然膜的应用适用于不同年龄的所有人群。

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