Исследовательская группа Юго - Западного университета в престижных международных журналах«Исследования»Опубликованы важные результаты исследования. Вдохновленный импульсным механизмом впрыска жука бомбардира, исследование разработало аэрогель памяти формы с направленным микроканалом, который систематически изучал его гемостатические свойства и механизмы действия с помощью микрофокусной системы КТ - визуализации и многомасштабных экспериментов.Первым автором этого исследования был Лу Битао.

Резюме исследования

Для решения проблемы остановки кровотечения в сильно кровоточащих ранах, вдохновленной механизмом защиты от струи жука бомбардира, был разработан импульсный струйный имитационный гель. Структура построена путем направленного замораживания литья с параллельными микроканалами шелкового нановолокна / панцирного полисахаридного аэрогеля, который нагружает CaCO26s и аминокислоту (TXA - NHnenenebj) в качестве « встроенного двигателя», усиливающего проникновение препарата с помощью импульсного впрыска микропузырьков CO2B, инициированного кровью. В сочетании с функциями памяти формы и действием физического барьера, аэрогель быстро расширяется и запечатывает рану после контакта с кровью, одновременно ускоряя распространение кровоостанавливающего средства с помощью аэродинамической силы. С помощьюМикрофокусная КТ (AX - 2000CT)Проведенная неразрушающая трехмерная томография аэрогеля дает четкое представление о параллельной матричной структуре бионических микроканалов (ширина 15 - 35 мкм) и общей ячеистой пористой форме (пористость 52%), обеспечивая ключевую поддержку структурных данных для эффективности конструкции микроканалов и последующего анализа производительности. Благодаря теоретическим моделям, высокоскоростным камерам и экспериментальным испытаниям на животных скорость высвобождения лекарств при оптимальных параметрах превышает 50% в течение 60 секунд, а время остановки крови в модели кровотечения бедренной артерии свиньи составляет всего 3,5 минуты. Исследование предлагает новые идеи для остановки кровотечения в глубоких сложных ранах и демонстрирует потенциал бионических структур для применения в области экстренной медицины.

　 Метод проверки производительности

　　Экстракорпоральные признаки:: сканирующее зеркало (SEM) для наблюдения микроканальной структуры,Микрофокусная КТ (AX - 2000CT)Анализ пористости и 3D - структуры, контактный угломер для оценки гидрофильности.

　 Методы отбора материалов и исследований

　　Микроканальный структурный анализ

КТ - изображения показывают, что аэрогель имеет ячеистую пористую структуру (пористость 52%), ширину параллельного микроканала 15 - 35 мкм, а нановолокна эндотелевина образуют переплетенную сеть, которая значительно увеличивает скорость поглощения жидкости (1,5 × 10 8315м³ / с). Загрузка CaCO / TXA - NH⁺ равномерно распределена по микроканалам с покрытием желатиновой шапки > 80%, что обеспечивает эффективное накопление газа.

　　(C) продольное сечение GCSF - 3 / CT (розовый псевдоцвет обозначает карбонат кальция (CaCO)АСиний псевдоцвет обозначает аминокислоту аммония (TXA - NH)А) и соответствующее изображение распределения элементов. (D) GCSF - 3 / CT Вид вниз и Вид сверху. (E) GCSF - 3 / CT изображение микрокомпьютерной томографии (Micro - CT).

(B) Изображение феномена быстрого впрыска, вызываемого GCSF - 3 / CT при спуске в воду с высокой частотой кадров.

　　Выводы

Полная остановка кровотечения в сильно кровоточащих ранах является сложной задачей, имитирующий серный гель, подготовленный в этом исследовании, может быстро раздувать и угнетать рану после контакта с водой / кровью и ускорять распространение полезной нагрузки с помощью микропузырьковой динамики, скорость высвобождения препарата более 50% в течение 60 секунд, демонстрируя превосходный гемостатический эффект по сравнению с существующим материалом в четырех моделях кровотечения (с большим кровотечением в бедренной артерии свиньи) и с хорошей биологической совместимостью.Микрофокусная КТ (AX - 2000CT)Он сыграл ключевую роль в исследовании: благодаря неразрушающей трехмерной томографии была точно представлена микроканальная структура, пористость и 3D - форма аэрогеля, что дает прямые доказательства для проверки эффективности бионической конструкции, связи между аналитической структурой и гемостатическими свойствами, а также обеспечивает количественную основу для оптимизации материала.

　 Оригинальная литература

[1] LuB, HuE, DingW и т.д. Биоиспирированная гемостатическая стратегияПульсные выбросыдля тяжелых кровотечениеРаны[J]. Исследования,2023,6:Article0150.DOI:10.34133/research.0150

　　Оборудование для работы с документами

Устройство MicroCT, используемое в этом исследовании, представляет собой высокоточную микро - нано - КТ - систему визуализации, разработанную компанией Olympus.АКС-2000КТСистема предназначена для биомедицинских и материаловедческих исследований, сочетает в себе высокоточную визуализацию, эффективность быстрого сканирования, экономичные затраты и диверсифицированные сценарии применения, может выполнять неразрушающую трехмерную томографию различных образцов, таких как имитационный гель, кронштейн из нановолокна, биокомпозитные материалы, небольшие металлические компоненты, геологические керны и т. Д., Для бионического структурного анализа и оптимизации производительности обеспечивается ключевая неразрушающая техническая поддержка цифровой визуализации.