生物粘附性的力學測試利器---保圣生物組織分析儀

生物粘附無疑在生物醫學領域發揮著重要作用。近年來，水凝膠因其優異的粘附性、生物相容性、降解性和抗菌性等特性，在生物粘附方面得到了迅速發展。水凝膠可調節的粘附強度使其可以根據需要作用于身體的多個部位，而水凝膠的生物相容性可以防止其對身體產生不良影響，有望推動水凝膠在生物醫學領域的進一步發展。可降解水凝膠可根據需要從傷口中去除，降解過程簡單，為傷口后處理提供了新思路。水凝膠的抗菌特性可以保護傷口免受細菌感染，為解決細菌耐藥問題提供了良好的渠道。因此，生物粘附水凝膠在生物醫學領域具有廣闊的應用前景。當水凝膠用作傷口敷料時，其適當的機械強度可以應用于身體的可拉伸部位，并可以加速傷口止血，促進傷口愈合。在組織修復領域，水凝膠憑借其優異的粘附性可以有效閉合傷口，從而促進組織再生。在細胞粘附方面，水凝膠可以調節細胞的粘附強度，促進特定細胞的形成，用于細胞治療。作為一種可穿戴傳感器，水凝膠可以有效地傳輸和檢測人體產生的生理信號。該文總結了水凝膠的特性及其在生物粘附領域的應用，可為水凝膠的設計提供啟示，支持水凝膠在生物粘附領域的發展。

SCI論文導讀-上海保圣質構儀助力川大李建樹教授團隊LTF生物粘合劑研究----保圣TAXTC-20的用戶研究成果

基于具有天然光熱抗菌能力超分子的天然生物小分子的生物粘合劑的非壓迫性止血與有效創面的愈合四川大學李建樹教授團隊在《ACS applied materials & interfaces》期刊（IF=10.383）上發表了題為“Natural Small Biological Molecule Based Supramolecular Bioadhesives with Innate Photothermal Antibacterial Capability for Nonpressing Hemostasis and Effective Wound Healing"的文章（DOI：10.1021/acsami.2c17415）。研究人員研究了一種天然小生物分子的生物粘合劑，由天然小分子生物(α-硫辛酸和單寧酸)和少量的氯化鐵，通過一種極其簡單和綠色的途徑來進行傷口處理。在這個系統中，每個組分之間的共價和非共價相互作用導致了自我修復超分子生物粘附性。它具有良好的濕組織粘連性、高效的非壓迫止血性和自由基清除作用的能力。更重要的是，單寧酸與Fe3+的相互作用使該生物粘合劑具有天然的穩定性，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均表現出的光熱殺菌活性。這種生物粘合劑能夠促進體內線性和圓形傷口的愈合，尤其能夠促進在近紅外(NIR)下輻射的感染性傷口的愈合。

1 試驗目的

研究表明，α-硫辛酸可與單寧酸和氯化鐵結合，以制造高性能通用水下粘合劑；更重要的是，單寧酸和粘合劑中的Fe3+之間存在一定的相互作用，使生物膠粘劑具有潛在的光熱抗菌活性，這可能是一種高效且具有經濟效益的非藥物物理治療策略。

然而，很少有深入的研究探索天然小分子的生物粘合劑促進傷口愈合的發展潛力。因此，為探究一種安全、有效的抗菌粘合劑，本研究構建的LTF生物粘合劑是由α-硫辛酸、單寧酸和氯化鐵，通過一種簡單的綠色途徑合成，能夠促進傷口的愈合，為傷口處理提供較高的應用價值。（見圖1）

圖1 LTF超分子生物粘合劑的制備過程及其在傷口管理中的應用示意圖。由于鄰苯二酚的存在，LTF具有良好的光熱性能，金屬配位鍵賦予它優異的光熱抗菌性能，有利于傷口愈合。
2 試驗方法

2.1試驗材料

硫辛酸（LA），麥克林生化科技有限公司（上海）；單寧酸（TA）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH），阿拉丁生化科技有限公司（上海）；氯化鐵（FeCl3），阿達瑪斯貝塔化學試劑有限公司（上海）。

2.2 試驗過程

該試驗對LTF超分子生物粘合劑的合成及表征；黏附強度試驗，流變特性試驗，剪切試驗，破損壓力試驗；細胞相容性與體外增殖，細胞體外染色，光熱光譜分析性能，體外光熱抗菌試驗，自由基清除能力；體外止血能力測試，體內傷口閉合，體內傷口愈合進行研究。

那文章中研究人員用什么方法來表征LTF超分子生物粘合劑的黏附強度呢？

這就要看我們上海保圣質構儀發揮著的作用了。

使用質構分析儀（TA.XTC-20；Bosin Tech, shanghai ）在37°C下對黏附強度進行測定(如圖2所示)。具體試驗過程如下：將LTF澆注在PTFE模具中（厚度2.0mm，直徑10mm），將PTFE模具放置在測試容器中進行多樣化試驗（條件：干燥；水下）。在恒壓模式中，速度為1mm/s的TA/5S探頭與樣品接觸，當板的位移達到固定值（10mm遠離樣品臺表面）時，將LTF樣品從固定力（1 N）中收縮，所施加的最大力將板與LTF樣品分離，設置為粘附力。試驗針對每種情況測試了三個樣品。

圖2 黏附性能。（a）LTF超分子生物粘合劑可以從18G針頭注射，可以承受拉伸、扭轉、擠壓和水沖洗。（b）表面涂有LTF生物粘合劑的PET薄膜可以密封塑料瓶上的小孔，防止漏水。（c）LTF超分子生物粘合劑可在水下注射，重量為500g(附著面積直徑3cm)。（d）LTF超分子生物粘合劑可以連接不同的濕組織樣品。（e）LTF超分子生物粘合劑對濕組織樣品的搭接剪切強度和（f）破裂壓力（g）不同條件下LTF超分子的粘附力及粘附力測試方案。數值以平均值±標準差表示。