为了降低感染和交叉污染的风险,在包装开发、物流和测试方面进行了大量考虑,以确保伤口敷料从制造到使用点都是无菌的。
但如果使用的点是生产点?
类似于蜘蛛生产丝并在需要的地方织网的概念,研究人员已经开发出一种便携式制造纳米纤维的方法,有朝一日可以用于将无菌绷带直接沉积在伤口上。
哈佛大学威斯生物工程研究所的疾病生物物理小组最近宣布开发了一种手持设备,可以快速生产纳米纤维,并精确控制纤维的方向。哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的科技传播官Leah Burrows说,调节纤维排列和沉积的能力“在构建模仿体内高度排列组织的纳米纤维支架或设计适合特定形状的使用点服装时至关重要”。简而言之,纤维排列对材料的力学性能有重大影响。
现有的方法
旋转喷射纺丝(RJS)和浸入式旋转喷射纺丝(iRJS)是由哈佛大学疾病生物物理小组和海洋研究所开发的制造技术。Burrows解释说,这两种方法都“将聚合物和蛋白质溶解在液体溶液中,并利用离心力或沉淀将聚合物射流拉长并固化为纳米级纤维。”
虽然这些技术可以生产从DNA到尼龙和凯夫拉尔的各种材料,但它们都没有便携性的好处,而便携性对野外伤口护理非常有益。
“我们这项研究的主要目标是制造一种便携式机器,你可以用它来实现纳米纤维的可控沉积,”疾病生物物理学小组的研究生、该论文的共同第一作者尼娜·辛纳屈说。“为了开发这种定点拍摄设备,我们需要一种技术,能够以相当高的吞吐量生产高度对齐的纤维。”
把旋转
新的制造方法,称为拉丝纺丝的研究,最近发表在高分子材料与工程“,.在这种方法中,高速旋转的猪鬃浸入聚合物或蛋白质储层,并将液滴从溶液中拉入射流。纤维在刚毛上以螺旋轨迹移动,在从刚毛分离并向集电极移动之前固化。
该研究所指出,其他工艺涉及多个制造变量,而拉丝纺丝只需要一个加工参数来调节纳米纤维的直径:溶液粘度。
拉式纺丝用途广泛,可与多种聚合物和蛋白质配合使用。研究人员在两种不同的应用中演示了这项技术:(1)使用聚己内酯和明胶纤维在生物支架上指导肌肉组织的生长和功能;(2)通过将纳米织物直接射向娃娃的膝关节,在关节运动时保持住,从而制作出穿戴点服装。
利用最小的处理变量和处理各种材料的能力,研究人员提供了实用而灵活的方法,有朝一日可以从实验室转移到现实世界。
“这个简单的概念验证研究证明了该系统在使用点制造中的实用性,”他说装备帕克他是威斯研究所的核心教员,塔尔家族生物工程和应用物理学教授,疾病生物物理学组主任。“定向生产可定制纳米纺织品的未来应用可能扩展到可逐渐加热或冷却运动员身体的喷雾运动服,直接沉积在伤口上的无菌绷带,以及具有局部不同机械性能的织物。”