生命健康

生物體的許多生命過程不僅受化學(xué)信號調(diào)控還受到光電等物理信號的直接調(diào)控。光電信號在生物體的胚胎發(fā)育、神經(jīng)、肌肉以及皮膚組織修復(fù)與再生等生命過程中扮演著不可或缺的角色。例如，人們模擬生物體內(nèi)源電場用于慢性傷口、神經(jīng)損傷修復(fù)已有幾十年的歷程，并且取得了不錯的療效；不同光波可以有效實現(xiàn)不同皮膚健康的效果，使得光電設(shè)備以激光、脈沖光、射頻和超聲等能量介入的方式成為非手術(shù)類皮膚年輕化的主要治療手段。

如何更加有效的利用光電等物理信號用于生命健康過程是我們亟需解決的問題。在生活的各個方面，無論是運動過程中衣物產(chǎn)生的摩擦電、產(chǎn)生的熱量都無法很好的被收集和利用。皮膚或組織被太陽照射或特定波長照射也很難很好的分離和吸收。因此，如何制備、合成對光、熱或電具有更敏感的生物材料去放大信號和利用信號是解決上述問題的一個思路。

具有光/電響應(yīng)的納米纖維素醫(yī)療耗材和光電醫(yī)療器械結(jié)合，通過生物光/電效應(yīng), 影響皮膚細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞乃至癌癥細(xì)胞的信號通路，最終達(dá)到皮膚年輕化、創(chuàng)傷修復(fù)、神經(jīng)再生與抑制癌癥復(fù)發(fā)的效果。

a.光熱響應(yīng)納米纖維素面膜/凝膠: 光電器件聯(lián)合光熱響應(yīng)納米纖維素面膜，光電器件如LED光面具發(fā)射紅光具有緊致肌膚，撫平皺紋，提升臉部輪廓的效果；發(fā)射藍(lán)光可以祛痘、治療敏感肌，完美改善面部問題；發(fā)射近紅外光具有美白淡斑，直擊肌底，改善組織營養(yǎng)的效果。二者聯(lián)合使用，可增強LED光面具功效；上調(diào)熱休克蛋白，提高皮膚抗皺效果；光熱釋放，促進(jìn)面膜內(nèi)活性成分以及玻尿酸的面部吸收；避免LED光面具使用時的失水，進(jìn)一步促進(jìn)水的面部吸收；可搭載治療痤瘡藥物，光熱釋放治療痤瘡。

b.光熱響應(yīng)納米纖維素皮膚敷料：光熱響應(yīng)納米纖維素皮膚敷料由細(xì)菌纖維素、聚乙烯醇、聚多巴胺和微納米級的竹炭組成，純天然制備，無毒無害。具有高的吸水與持水能力，良好的氣體和液體滲透性和良好的生物相容性。配合光電器件，產(chǎn)生光熱效應(yīng)促進(jìn)人自身熱休克蛋白的表達(dá)，對于難愈合的糖尿病傷口，熱休克蛋白通過光熱誘導(dǎo)可實現(xiàn)上調(diào)表達(dá)，在損傷部位募集，從而加速難愈合傷口的愈合。

c.光熱響應(yīng)氧化纖維素膜:多功能可植入的氧化細(xì)菌纖維素膜給藥模型,在氧化細(xì)菌纖維素膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中負(fù)載凝血酶與金納米籠荷載PD-1抗體，配合光電器件，產(chǎn)生光熱效應(yīng),應(yīng)用于頭頸鱗癌術(shù)后治療。

d.電活性主動愈合納米纖維素水凝膠敷料：電活性主動愈合納米纖維素水凝膠敷料由細(xì)菌纖維素、導(dǎo)電高分子組成。通過物理化學(xué)雙交聯(lián)的方法制備而得。該產(chǎn)品具有良好的熱穩(wěn)定性、電活性和良好的生物相容性，促進(jìn)細(xì)胞的增殖、鋪展及黏附。與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用，能夠協(xié)同促進(jìn)細(xì)胞的增殖及傷口的主動愈合，有望作為傷口敷料用于臨床上的傷口治療。

e.電活性納米纖維素神經(jīng)導(dǎo)管：神經(jīng)導(dǎo)管具有電活性，可以傳遞遠(yuǎn)端神經(jīng)信號；神經(jīng)導(dǎo)管可以連接神經(jīng)缺損處近端與遠(yuǎn)端，為神經(jīng)軸生長提供支撐，特殊的表面結(jié)構(gòu)可以支持引導(dǎo)再生神經(jīng)軸突的生長方向。可以與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用促進(jìn)功能性神經(jīng)再生，防止遠(yuǎn)端肌肉萎縮。

圖1 納米纖維素光電響應(yīng)材料

目前此類產(chǎn)品在市場上仍是空白，本成果采用器械加耗材的開發(fā)方式，以系列的光電醫(yī)療器械為基礎(chǔ)，開發(fā)匹配的納米纖維素醫(yī)療耗材，達(dá)到1+1＞2的聯(lián)合使用效果。

光熱響應(yīng)納米纖維素面膜/凝膠：與LED光面具配合使用，保持貼敷部位的水分，可快速提高貼敷部位溫度（~40℃），促進(jìn)貼敷部位熱休克蛋白的表達(dá)，促進(jìn)面膜內(nèi)活性成分的釋放。

光熱響應(yīng)納米纖維素皮膚敷料：配合光電器件，產(chǎn)生光熱效應(yīng)，可快速提高貼敷部位溫度（40~41℃），熱休克蛋白通過光熱誘導(dǎo)可實現(xiàn)上調(diào)表達(dá)，在損傷部位募集，調(diào)節(jié)炎癥期傷口微環(huán)境、促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、膠原沉積、血管生成，加速難愈合傷口的愈合。

光熱響應(yīng)氧化纖維素膜：配合光電器件，產(chǎn)生光熱效應(yīng), 6分鐘升溫至60℃，有效抑制癌癥部位癌細(xì)胞的再生，用于頭頸鱗癌術(shù)后治療。

電活性主動愈合納米纖維素水凝膠敷料：與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用，預(yù)防與抑制傷口感染，傷口處抑菌效果達(dá)到99%以上，促進(jìn)傷口快速愈合。

電活性納米纖維素神經(jīng)導(dǎo)管：與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用促進(jìn)功能性神經(jīng)再生，神經(jīng)功能恢復(fù)達(dá)到80%。

研發(fā)階段。

該成果包括多項已授權(quán)中國發(fā)明專利。