麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用


【科研摘要】
組織粘合劑可以與組織形成明顯的粘附,并已在各種醫療環境中獲得臨床應用,例如傷口閉合,外科手術密封膠,再生藥物和設備連接。 組織粘合劑的優點包括易于實施,快速應用,減輕組織損傷以及與微創手術的兼容性。組織膠粘劑的領域正在迅速發展,從而導致具有優異機械性能和先進功能的組織膠粘劑。這樣的粘合劑可以實現從移動醫療到癌癥治療的新應用。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖1
為了為組織粘合劑的合理設計提供指導,最近, 麥吉爾大學 李劍宇教授 團隊 將組織粘合劑的現有策略綜合到一個多方面的設計中,該設計包含三個設計元素: 組織,粘合劑表面和粘合劑基質 。審查了與每個設計元素相關的機械,化學和生物學方面的考慮。在整個報告中,討論了現有組織粘合劑的局限性和改進的直接機會。強調了組織粘合劑在局部和可植入應用中的最新進展,然后概述了下一代組織粘合劑的未來發展方向。組織粘合劑的發展將融合學科,并在工程和醫學領域產生廣泛影響。相關論文以題為 Multifaceted Design and Emerging Applications of Tissue Adhesives 發表在《 A dvanced Materials 》上。
【主圖導讀】
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖2
圖1 生物組織的設計考慮。 A)皮膚和內部組織的微環境示意圖。B)生物組織的化學和結構考慮。C)組織的機械性能,包括剛度,粘彈性,強度和韌性。D)施加到組織上或由組織施加的機械載荷,包括張力,壓縮,剪切和扭轉。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖3
圖2 在組織(紅色)和粘合劑(藍色)的界面處可以利用各種相互作用。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖4
圖3 四種膠粘劑基質的代表性應力 -拉伸關系和示意圖,包括塑料,彈性體,單(SN)和雙網(DN)水凝膠。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖5
圖4 組織粘合劑的遞送方法和物理形式。 A)固體預成型膠。B)液體狀原位形成粘合劑。儲能模量和損耗模量分別表示為G'和G''。C)各種形式的粘合劑的應用場景示例。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖6
5 多面組織膠粘劑設計案例研究。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖7
圖6 局部組織粘合劑的應用。
麥吉爾大學李劍宇《先進材料》組織粘合劑的多方面設計和新興應用的圖8
圖7 植入式粘合劑設計的示例。
參考文獻 doi.org/10.1002/adma.202007663
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