你是否有這樣的經歷:一個藏在舌底的口腔潰瘍,半個月都好不了,吃飯疼、說話疼,甚至放著不管也隱隱作痛。如果有個可以在口腔里使用的“創可貼”,通過咀嚼就能加速傷口愈合,你期待嗎?
日前,復旦大學未來信息創新學院教授、生物醫學工程與技術創新學院副院長張榮君與復旦大學附屬口腔醫院主任醫師韋曉玲團隊合作研制了一種基于雙步光誘導構建的“內源性電場治療”口腔黏膜傷口復合水凝膠敷料。它能通過咀嚼動作在口腔黏膜傷口處產生微電場減輕炎癥,在潮濕、復雜的口腔環境中加快傷口的愈合。這一研究發表于《光:科學與應用》。
當光學材料遇到口腔難題,兩個不同領域通過復旦大學醫工結合的研究平臺結合在了一起,提供一條不同于傳統口腔敷料的全新解決思路。
咀嚼“充電”,光造“創可貼”
走進張榮君團隊的實驗室,記者看到研究的最新進展:水凝膠敷料,已經從論文中展現的黑色變成了半透明。
實驗室里,記者看到水凝膠敷料的最新形態。
“這是醫生的新要求,顏色會影響患者的接受度。”張榮君笑道,“我們這些‘理工腦袋’很少考慮這些。”
張榮君經常帶著學生們往醫院里的診室跑。“診室,簡直是座‘選題庫’。”第一次走進韋曉玲的牙科診室時,張榮君抱著試試看的心態,詢問對方是否有合作的可能。韋曉玲的回答很干脆:“到處有題目可做”。
她提到,口腔黏膜傷口愈合過程中周邊環境潮濕且復雜,用傳統方法治療時藥物容易脫落溶解,減弱療效,有什么材料能幫忙?
張榮君帶著學生一直尋找破解之法。兩年多前,張榮君團隊終于找到了突破路徑:用光組裝出一個口腔“創可貼”,不再依賴藥物,而用敷料自身產生的“內源性微電場”促進愈合。
口腔黏膜的傷口貼個敷料就不疼了,之后放著不管也會慢慢長好,市面上似乎不缺這類產品,新材料獨特優勢在哪?張榮君介紹,首先,它不只是簡單地蓋住傷口,而是能夠通過模擬體內傷口的電信號,真正參與到愈合過程中;其次,它專為口腔濕潤、運動的環境設計,相比其他敷料粘得更牢,不怕咀嚼、唾液沖刷。
這是如何做到的?研究團隊突破性地選擇改造氧化鋅納米材料,故意制造“氧空位缺陷”——這不是瑕疵,而是讓材料對光更敏感的關鍵設計。在構建材料得過程中,團隊以光為核心驅動力代替傳統化學催化劑,分兩步誘導水凝膠成型:第一步光讓多巴胺聚合包裹氧化鋅,第二步光繼續強化水凝膠網絡。水凝膠形成的整個過程節能環保,省去傳統方法需要的紫外線照射或離心干燥,一步到位地合成了高性能水凝膠敷料。
水凝膠敷料在治療上的表現非常奇妙。貼上后,口腔的咀嚼動作能讓它產生微電場,這個電場就像給傷口區域的細胞發號施令,告訴它們往哪里遷移、加快增殖,同時還能緩解炎癥。
醫工交叉不是技術移植,而是共創與成長
“在臨床一線,我們常面臨復雜的傷口愈合問題。”韋曉玲回憶,最初與張榮君教授團隊交流時,僅僅提出了一個構想,沒想到能逐步將其變為現實。
有人說,醫工交叉就是“醫生列需求清單,工程人員照單生產”,張榮君并不認同這種看法。他表示,醫工交叉不是簡單的技術移植,而是雙方共同重新定義問題的過程。實驗室的材料則成了醫院的“解決方案”,甚至催生過去從沒想過的新方向。
張榮君告訴記者,事實上,氧化鋅是極為常用的壓電材料之一,課題組10多年前就對該材料做了一些基礎研究,但利用咀嚼觸發其壓電效應并在口腔中應用卻是很少考慮的維度,只有雙方思路的深度融合,才能出現跨領域的顛覆性設計邏輯。
這個過程中,醫生不是“派單員”,而同樣是科研“主人公”。醫生拿到第一代水凝膠敷料后,醫生團隊就迅速投入生物毒性驗證,反復測試、記錄,協助完成多輪材料迭代,才有了水凝膠敷料如今的樣貌。在復旦大學附屬口腔醫院科研平臺支持下,醫生團隊又進一步完成了動物模型中的體內驗證,敷料在促愈合方面效果更加顯著。
值得注意的是,醫工交叉成果距離臨床轉化仍道阻且長,還需要更加嚴謹的臨床試驗不斷驗證。“但我相信,醫工結合領域是一片藍海”張榮君說,“相信在未來,醫工交叉會不斷拉近實驗室到診室的距離,雙方思維會出現更多‘交融點’。”
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