伤口敷料也智能

　　医学和医疗的意义，除了治愈疾病带来健康。随着医学的发展和新材料的应用，减少疾病和治疗过程带来的创伤和痛苦，也是其伟大的使命。于是有了内窥镜，有了微创手术，有了胶囊胃镜......在未来或许有越来越多的新技术，让人类不再惧怕医院，不再惧怕生病。

　　伤口敷料，是用于手术后、外伤及其他损害中包扎伤口的用品, 用以覆盖疮、伤口或其他损害的材料。伤口敷料的种类有：被动型敷料（传统敷料），被动覆盖创面和吸收渗出物，为创面提供有限的保护作用； 相互作用型敷料，敷料与创面之间存在着多种形式的相互作用，如吸收渗出液以及有毒物质、允许气体交换，从而为愈合创造一个理想的环境；阻隔性外层结构，防止环境中微生物侵入，预防创面交叉感染等；生物活性敷料，它既能吸收创面渗液，保证充分引流，又能将渗液部分保留代敷料中，维持一个仿效创面生理性愈合的局部湿润环境，有利于伤口肉芽组织和上皮细胞再生，加速创面愈合。
　　伤口辅料的演进和发展是一个被动的过程，在医疗中扮演者配合和跟随的角色。作为直接接触伤口或患部的*，它是否能发挥其更重要的作用呢。

　　2016年，今日医学新闻报道了一种可以象皮肤一样拉伸的水凝胶的*新进展。科学家们一直致力于利用水凝胶的这些特性，希望能够开发出一种能够模拟生物组织及其功能的“智能材料”。
　　美国的研究者们*近发明一种黏糊糊有弹性像凝胶一样的材料。它可以用作“智能伤口包扎”。整合了温度感应和药池系统，这种水凝胶绷带可以根据体表的温度变化释放药物，内嵌的LED灯甚至可以在药量低的时候电量提醒病人。
　　“电子设备往往又干又硬，但是人体却又湿又软。这两套系统的属性完全天差地别，”麻省理工学院的机械工程师Xuanhe Zhao说。“如果想让电子设备跟人体亲密接触，为健康监测和药物输送服务的话，就需要把电子设备做的柔软有弹性以适应人体的环境。这也是发明可伸展水凝胶电子产品的动机。”
　　由水凝胶基质做成的包扎材料相比传统的布料绷带有着不胜枚举的好处。它高度有弹性，可以随意拉伸，从而可以用在身体的任何部位，包括向肘部和膝盖这样的关节部位。 这种类似橡胶的材料主要成分是水，可以植入一系列的电子设备，比如导电线，半导体芯片，LED灯以及温度传感器。

 
　　研究者们在Advanced Materials杂志上这样描述这种包扎材料，他们的绷带可以根据相应部位的温度针对不同部位的皮肤输送不同的药物。通过植入管道或者钻孔，药物能够在胶体里自由流动。
“这种基质简直是多面手，”团队成员之一的Hyunwoo Yuk说。“*特殊的能力就是，当传感器感应到一些异常比如温度的不正常上升，设备能够即时从药池系统选择指定药物，然后送药到指定的位置，再通过水凝胶基质进行持续给药。”

 
　　水凝胶已经证明可以作为药膏有效医疗烧伤和皮肤病，但是根据研究者，它的作用并不仅仅局限于外用。理论上它也可以作用于体内，作为植入电子设备的载体，比如葡萄糖感受器或者神经探针。

　　什么是水凝胶？
　　我们日常生活中的许多物品都具有水凝胶的特性，从软性隐形眼镜、安全（分隔符）套到一次性尿布。发胶、牙膏和植物水晶体都是用水凝胶制成的。海藻酸钠水凝胶与芦荟结合的伤口敷料可以保持伤口湿润并促进细胞再生。
　　来自美国马萨诸塞州波士顿剑桥高分子集团的Gavin Braithwaite指出，水凝胶是亲水性的，可能含有80%或更多的水份，它具有渗透性并可以进行溶质转运。它们还可以具有粘弹性且表面光滑。它们还对环境变化敏感。所有这些特性都使得它们具有多种功能。
　　因为能够满足多种功能的需要，水凝胶的未来一片光明，包括在脊髓再生、神经组织工程甚至器官生成等过程中发挥重要作用。
　　水凝胶的结构是其获得成功的关键。它所具有的亲水性聚合物链的物理或化学交联使其可以容纳或吸收水份高达其体积99%之多。
　　要合成水凝胶，形成其基础的聚合物链要么是化学合成的，要么来自天然聚合物。可能是蛋白质，如胶原蛋白和明胶，也可能是多糖，如淀粉，海藻酸钠和琼脂糖。水凝胶的天然来源包括虾壳和海藻。
　　智能伤口辅料走向临床之前要做什么？
　　伤口辅料作为直接接触伤口和患处的医用材料，直接影响患者伤口的愈合和医疗状况的好坏，其给药方式属于高危给药。所以，从概念走向临床，要跨越的除了有科研、设计大关，更有临床试验大关。临床试验中确认其质量的安全性，透气性，合适的剥离力和粘性，合适的抗拉性能等都是非常重要的指标。
　　皮肤是人体*大器官，它需要呼吸和透气，如果材料本身透气性不好，容易造成皮肤或伤口组织的缺氧，或因伤口渗出的组织液无法渗透至外部环境，使伤口溃烂，带来严重的医疗后果。水蒸气透过率是智能伤口辅料的关键指标之一，其重要性源于水蒸气透过在伤口愈合过程中的重大影响。人体皮肤主要由表皮、真皮和皮下组织构成，真皮是由以成纤维细胞为主的细胞体和以胶原纤维为主的细胞间质构成，表面整齐且平滑。当遭受外界灼伤、切割、手术等外伤或感染后，伤口的胶原纤维缺失或结构错乱，伤口愈合的过程中，血浆蛋白渗入瘢痕间质，导致间质内流体量增加，进一步刺激血管及纤维组织增生。同时，伤口愈合创面表面角质层较薄，水分蒸发量较大。
　　对水蒸气透过率进行质量控制，首先需要了解成品水凝胶智能伤口辅料水蒸气透过率的参数，根据与标准参数的比对结果，再进行科学的工艺调整和生产方法优化。目前，行业标准规定的伤口辅料的水蒸气透过率参数的方法有四种，即称重法、红外检定法、动态相对湿度测定法和电解分析法。称重法（Gravimetric Method）是在规定的温度条件下，在试样两侧保持一定的水蒸气浓度差，然后利用称重传感器或分析天平把透湿杯的重量变化“称”出来，再根据试样的面积、厚度、称量间隔时间以及试样两侧的湿度差计算出材料的透湿性能参数。
　　水蒸气透过率的测试方法

图1. 称重法试验原理图

　　由于称重法是国际透湿性测试的仲裁方法，接下来笔者主要根据称重法测试方法来介绍智能伤口辅料的水蒸气透过率数据的测试过程。
　　测试仪器：Labthink济南兰光机电技术有限公司W3/030水蒸气透过率测试仪，基于杯式法测试原理，是一款*用于薄膜试样的水蒸气透过率测试仪，适用于塑料薄膜、复合膜等膜、片状材料与医疗等多种材料的水蒸气透过率的测定。通过水蒸气透过率的测定，达到控制与调节材料的技术指标，满足产品应用的不同需求。该设备满足多项国家和国际标准：ISO 2528、GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003。
　　测试过程：
　　取Φ74 mm的待测试样，放置在W3/030水蒸气透过率测试仪透湿杯中夹紧，将透湿杯放于W3/030水蒸气透过率测试仪内。根据伤口辅料的行业标准YY/T 0471规定，设置实验，温度为21℃±2℃；设置相对湿度为60%±5%，吹扫风速为0.5-2.5m/s。当试样两侧达到渗透平衡，系统自动停机，并记录测试结果，看是否符合企业生产质量管控标准或采购企业质量标准。

图2、透湿杯装置

　　伤口辅料本身带有一定的粘性，粘性太小容易脱落，需借助外力附着在伤口或患处。粘性太大会对伤口造成一定伤害，有可能会破坏本身就很脆弱的组织。材料的粘性和剥离力，也可以通过测试获得相关参数。
　　粘性测试可以通过Labthink济南兰光机电技术有限公司CZY-G初粘性测试仪进行测试，适用于压敏胶带、医用贴剂、不干胶标签、保护膜等相关产品进行初粘性测试试验。
　　剥离力测试我们可以通过Labthink济南兰光机电技术有限公司MED-01医药包装性能测试仪进行测试。该仪器是一款*用于测试各种医药用包装材料力学性能的仪器；其超高的精度（0.5级）保证了测试的准确性；16种独立试验程序、多种规格力值传感器、以及拉伸压缩双向试验模式，可以满足用户的各种试验需求。 
　　另外，有关药物相容性及不挥发物的测试，也是新材料在走向临床应用中必要的测试。在大面积推广临床应用之前，测试数据的获得有利于减少临床使用中的一系列问题。
　　Labthink兰光，致力于通过包装检测技术提升和尖端检测仪器研发帮助客户应对包装新问题，助力新材料相关产业的品质安全。如果，您有新材料测试方面的问题，请关注Labthink兰光微信公众号“济南兰光包装安全检测专家”。后台留言，我们会由检测方面的专家为您答疑解惑。