南加利福尼亞大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)利用溫敏聚合物 PolyNiPAM 研發(fā)出一種水凝膠,能快速救治傷員阻止玻璃體泄露和視網(wǎng)膜脫落。
PolyNiPAM 是一種典型的溫敏高分子,其 LCST(低臨界溶液溫度)約為 32℃。這種水凝膠親水性強(qiáng),柔性好,對(duì)外界刺激具有響應(yīng)特性,使其在傳感器,藥物領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在眼部治療方面,溫敏聚合物 PolyNiPAM 就能派上用場(chǎng)。當(dāng)士兵遭遇戰(zhàn)爭(zhēng)可能損傷眼睛,玻璃體溢出可能導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落,如果得不到及時(shí)的救治,則會(huì)導(dǎo)致失明。
為了給士兵爭(zhēng)取到寶貴的治療時(shí)間,南加州大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)一種熱可逆凝膠,它可以快速救治傷員阻止玻璃體泄露和視網(wǎng)膜脫落。
“最初的水凝膠轉(zhuǎn)變溫度非常接近人眼的溫度,但為了確保士兵或醫(yī)生一將其涂在眼睛上時(shí)就能形成牢固的密封膠,我們必須改變它的屬性!闭撐牡牡谝蛔髡,南加州大學(xué)維特比學(xué)院化學(xué)工程與材料科學(xué)系的博士研究生候選人Niki Bayat說(shuō):“考慮到它完美且可逆的密封性,智能水凝膠有望成為下一代組織粘合劑!
當(dāng)醫(yī)生準(zhǔn)備修復(fù)眼部時(shí),水凝膠可以通過(guò)冷卻水轉(zhuǎn)化到低粘狀態(tài)。
該研究團(tuán)隊(duì)還為水凝膠開(kāi)發(fā)了一種特殊的注射器,方便水凝膠在前線使用,并能夠在水凝膠涂抹之前,讓其快速冷卻。注射器有一個(gè)冷卻室,里面裝滿(mǎn)了硝酸銨鈣晶體(常用于速凍冰袋中),向冷卻室加水,該晶體可以在30秒內(nèi)激活并將水凝膠冷卻至需要的溫度。
USC生物醫(yī)學(xué)治療研究所研究所主任Mark Humayun說(shuō):“這種臨時(shí)干預(yù)可將修復(fù)時(shí)間從30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間縮短到5分鐘以?xún)?nèi),從而為急救人員和傷者騰出寶貴的時(shí)間!
為了確定這種材料的功效,研究人員用一只兔子作為模型。結(jié)果表明,將水凝膠涂抹于穿透性眼部損傷時(shí),水凝膠可舒緩眼內(nèi)的壓力,這可能是防止視網(wǎng)膜脫離并最終導(dǎo)致視力喪失的關(guān)鍵。此外,也沒(méi)有證據(jù)表明使用后的4周內(nèi)會(huì)出現(xiàn)炎癥或感染。研究人員希望在2019年開(kāi)始對(duì)人類(lèi)進(jìn)行臨床安全性測(cè)試。
論文鏈接:http://stm.sciencemag.org/content/9/419/eaan3879
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