【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及傷口愈合醫(yī)療儀器，尤其涉及一種基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、傷口超過臨界尺寸將需要較長時(shí)間才能愈合，延遲愈合可能會對功能恢復(fù)造成障礙，并增加并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。傷口愈合是一個動態(tài)且復(fù)雜的過程，主要由兩個復(fù)雜的生物學(xué)階段介導(dǎo)，分別為炎癥期和增殖期。在炎癥期，免疫細(xì)胞，尤其是巨噬細(xì)胞的招募和調(diào)節(jié)，是再生環(huán)境初步形成的關(guān)鍵步驟；而在增殖期，成纖維細(xì)胞的遷移和增殖對組織修復(fù)有著重要貢獻(xiàn)。長期或不充分的炎癥可能導(dǎo)致慢性損傷或異常的再生環(huán)境形成，而成纖維細(xì)胞的不當(dāng)活動可能導(dǎo)致愈合質(zhì)量不足或瘢痕形成。因此，對炎癥期和增殖期的程序化時(shí)間調(diào)節(jié)在組織再生中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
2、傳統(tǒng)的組織修復(fù)方法主要包括藥物控制性遞送體系和多組分復(fù)雜材料體系。然而，由于難以在特定時(shí)間點(diǎn)精確控制藥物或功能性物質(zhì)的釋放，這些策略無法在特定時(shí)期對目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行有效作用，從而阻礙了對傷口愈合的程序化時(shí)序調(diào)節(jié)。與傳統(tǒng)方法相比，電療具有顯著的優(yōu)勢，具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)且生物安全性好。然而，目前大多數(shù)臨床電療輸送方式主要依賴電線與患者組織的直接接觸，這帶來了使用體驗(yàn)不便、局部接觸感染以及經(jīng)皮電流輸入不穩(wěn)定等風(fēng)險(xiǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)無線電力輸出在醫(yī)療應(yīng)用中具有重要意義。
3、已有研究表明適當(dāng)且穩(wěn)定的電流輸出水平是電刺激治療有效性的不可或缺的因素，而微安級別的電流被認(rèn)為在促進(jìn)干細(xì)胞分化、免疫調(diào)節(jié)、代謝重編程等方面具有顯著的生物學(xué)作用。壓電或摩擦電技術(shù)已被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括對組織修復(fù)的無線調(diào)控、能量供應(yīng)和信息傳輸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系及其制備方法和應(yīng)用，本專利技術(shù)提供的基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系，能實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定微安級別的電流刺激輸出，實(shí)現(xiàn)超快速的早期傷口愈合。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供了一種基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系，包括磁電復(fù)合電活性傷口敷料、便攜醫(yī)療背包和移動應(yīng)用程序；
4、所述便攜醫(yī)療背包集成發(fā)射終端設(shè)備，以程序化調(diào)控所磁電復(fù)合電活性傷口敷料的電流輸出；
5、所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料包括三層結(jié)構(gòu)，外層為pva絕緣封裝層，中間層為lm接收線圈，內(nèi)層為gelma-bp導(dǎo)電水凝膠層；
6、所述移動應(yīng)用程序安裝在用戶的電子設(shè)備上。
7、本專利技術(shù)還提供了上述技術(shù)方案所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料體系的制備方法，所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料和便攜醫(yī)療背包通過導(dǎo)電材料連接；所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料的制備方法，包括如下步驟：
8、(1)將聚乙烯醇和去離子水混合，經(jīng)加熱攪拌得到聚乙烯醇溶液；
9、將所述聚乙烯醇溶液倒入模具中，進(jìn)行凍融循環(huán)處理，重復(fù)所述凍融循環(huán)處理2～4次，得到pva絕緣封裝層；
10、所述凍融循環(huán)處理包括依次進(jìn)行冷卻、冷凍和解凍；
11、(2)利用多功能柔性電子打印設(shè)備在所述步驟(1)得到的pva絕緣封裝層表面打印lm接收線圈；
12、所述lm接收線圈的材質(zhì)為鎵銦合金；
13、(3)將甲基丙烯酸化明膠(簡稱為gema)泡沫和引發(fā)劑溶液混合后，在避光、搖晃條件下依次進(jìn)行水浴加熱和加入黑磷(簡稱為bp)溶液，得到gelma-bp混合液；
14、將所述gelma-bp混合液滴加到所述步驟(2)得到lm接收線圈上，經(jīng)光固化處理，形成gelma-bp導(dǎo)電水凝膠層，得到磁電復(fù)合電活性傷口敷料。
15、優(yōu)選地，所述步驟(1)中聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的濃度為7wt％～15wt％；所述聚乙烯醇的分子量為75000～80000。
16、優(yōu)選地，所述步驟(1)中凍融循環(huán)處理包括依次進(jìn)行室溫冷卻、-25℃～-15下℃冷凍10～14h和20～28℃下解凍4～8h。
17、優(yōu)選地，所述步驟(2)中打印參數(shù)包括：線寬為150～300μm，線間距為100～180μm，線圈數(shù)為8～14圈。
18、優(yōu)選地，所述步驟(2)中水浴加熱的溫度為50～80℃，所述水浴加熱的時(shí)間為15～40min。
19、優(yōu)選地，所述步驟(3)中光固化處理所用光為uv光，所述光固化處理的時(shí)間為30～60s。
20、優(yōu)選地，所述便攜醫(yī)療背包通過3ds?max軟件設(shè)計(jì)，然后使用光固化3d打印機(jī)進(jìn)行3d打印形成；
21、所述便攜醫(yī)療背包還包括發(fā)射線圈、微控制器單元、藍(lán)牙模塊和逆變器；
22、發(fā)射線圈被放置在最下端以盡可能減小與磁電復(fù)合電活性傷口敷料的距離；
23、所述逆變器用于將微控制單元輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻電流，所述高頻電流通過發(fā)射線圈后在背包周圍產(chǎn)生高頻磁場，通過電磁感應(yīng)原理在磁電復(fù)合電活性傷口敷料中的lm接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)高頻電流，進(jìn)而作用于傷口；
24、用戶通過電子設(shè)備上的移動應(yīng)用程序協(xié)同藍(lán)牙模塊無線控制發(fā)射端輸入電壓的大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)程序化調(diào)控所磁電復(fù)合電活性傷口敷料的電流輸出。
25、優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈的尺寸為：材質(zhì)為絲包線，內(nèi)徑為15～30mm，外徑為30～50mm，厚度為1.5～3.5mm。
26、本專利技術(shù)還提供了上述技術(shù)方案所述基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系在電活性傷口愈合醫(yī)療儀器中應(yīng)用。
27、本專利技術(shù)提供了一種基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系，包括磁電復(fù)合電活性傷口敷料和、便攜醫(yī)療背包和移動應(yīng)用程序；所述便攜醫(yī)療背包集成發(fā)射終端設(shè)備，以程序化調(diào)控所磁電復(fù)合電活性傷口敷料的電流輸出；所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料包括三層結(jié)構(gòu)，外層為pva絕緣封裝層，中間層為lm接收線圈，內(nèi)層為gelma-bp導(dǎo)電水凝膠層；所述移動應(yīng)用程序安裝在用戶的電子設(shè)備上。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
28、(1)本專利技術(shù)中所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、柔軟性好、導(dǎo)電性強(qiáng)和生物相容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使用多功能柔性電子設(shè)備打印的lm接收線圈，可適應(yīng)不同大小和形狀的傷口，適應(yīng)性強(qiáng)；(2)本專利技術(shù)所述的所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料不受表面電荷的限制，能夠響應(yīng)發(fā)射終端的磁場變化，產(chǎn)生高水平的電流，電流輸出水平在微安級別，可以滿足生物調(diào)控的需求；(3)對于本專利技術(shù)所述的所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料的電流輸出參數(shù)，用戶通過電子設(shè)備上的移動應(yīng)用程序進(jìn)行無線、迅捷、精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了按需電刺激治療，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)創(chuàng)口再生的各個階段；(4)本專利技術(shù)所述的用戶通過電子設(shè)備上的移動應(yīng)用程序的程序化時(shí)序調(diào)控策略對炎癥期巨噬細(xì)胞的極化轉(zhuǎn)換及增生期成纖維細(xì)胞的增殖和遷移能力具有良好的調(diào)節(jié)作用，最終實(shí)現(xiàn)了超快速的早期傷口愈合。
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1.一種基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系，其特征在于，包括磁電復(fù)合電活性傷口敷料、便攜醫(yī)療背包和移動應(yīng)用程序；
2.一種權(quán)利要求1所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料體系的制備方法，其特征在于，所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料和便攜醫(yī)療背包通過導(dǎo)電材料連接；所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料的制備方法，包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的濃度為7wt％～15wt％；所述聚乙烯醇的分子量為75000～80000。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中凍融循環(huán)處理包括依次進(jìn)行室溫冷卻、-25℃～-15下℃冷凍10～14h和20～28℃下解凍4～8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中打印參數(shù)包括：線寬為150～300μm，線間距為100～180μm，線圈數(shù)為8～14圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中水浴加熱的溫度為50～80℃，所述水浴加熱的時(shí)間為15～40min。
7.根據(jù)權(quán)利要求
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述便攜醫(yī)療背包通過3ds?Max軟件設(shè)計(jì)，然后使用光固化3D打印機(jī)進(jìn)行3D打印形成；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述發(fā)射線圈的尺寸為：材質(zhì)為絲包線，內(nèi)徑為15～30mm，外徑為30～50mm，厚度為1.5～3.5mm。
10.權(quán)利要求1所述基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系在電活性傷口愈合醫(yī)療儀器中應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于磁電技術(shù)的電活性傷口敷料體系，其特征在于，包括磁電復(fù)合電活性傷口敷料、便攜醫(yī)療背包和移動應(yīng)用程序；
2.一種權(quán)利要求1所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料體系的制備方法，其特征在于，所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料和便攜醫(yī)療背包通過導(dǎo)電材料連接；所述磁電復(fù)合電活性傷口敷料的制備方法，包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的濃度為7wt％～15wt％；所述聚乙烯醇的分子量為75000～80000。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中凍融循環(huán)處理包括依次進(jìn)行室溫冷卻、-25℃～-15下℃冷凍10～14h和20～28℃下解凍4～8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中打印參數(shù)包括：線寬為15...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳莉莉，孫紀(jì)威，趙寶瑩，
申請(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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