Équipe de recherche de l'Université du Sud - Ouest dans des revues de renommée internationale« Recherche »Une importante étude a été publiée. Inspiré par le mécanisme d'injection pulsée du scarabée Bombardier, l'étude a conçu un aérogel à mémoire de forme à microcanaux directionnels, dont les propriétés hémostatiques et le mécanisme d'action ont été étudiés de manière systématique à l'aide d'un système d'imagerie par tomodensitométrie microfocale et d'expériences Multi - échelles.Le premier auteur de l'étude est professeur lupitao.

Résumé de l'étude

Pour le puzzle hémostatique des plaies hémorragiques sévères, un gel d'imitation de colère à jet pulsé a été conçu, inspiré par le mécanisme de défense à jet de scarabée bombardier. La structure construit un aérogel de nanofibres de soie / chitosane avec des microcanaux parallèles par cryofonderie dirigée, le caco₃ chargé avec de l'Acide Tranexamique (txa - nh₃) en tant que « moteur intégré» utilisant des impulsions de microbulles de co₃ déclenchées par le sang pour améliorer la pénétration du médicament. En combinaison avec les propriétés de mémoire de forme et l'action de barrière physique, l'aérogel se dilate rapidement pour sceller la plaie au contact du sang, tout en accélérant la diffusion de l'agent hémostatique par la puissance du gaz. Avec l'aideMicro Focus CT (AX - 2000ct)La Tomographie 3D non destructive de l'aérogel a clairement présenté la structure en réseau parallèle des microcanaux bioniques (largeur 15 - 35 μm) et la morphologie cellulaire globale poreuse (porosité 52%), fournissant un support de données structurelles critiques pour l'efficacité de la conception structurelle des microcanaux et l'analyse de performance ultérieure. Grâce à des modèles théoriques, à des caméras à haute vitesse et à des expériences sur des animaux, le taux de libération du médicament était supérieur à 50% en 60 secondes pour les paramètres optimaux et l'hémostase n'a duré que 3,5 minutes dans un modèle d'hémorragie artérielle fémorale porcine. La recherche fournit de nouvelles idées pour l'hémostase des plaies profondes et complexes, démontrant le potentiel d'application des structures bioniques dans le domaine de la médecine d'urgence.

　 Méthodes de test de performance

　　Caractérisation in vitro: un miroir électrique à balayage (SEM) pour observer la structure des microcanaux,Micro Focus CT (AX - 2000ct)Analyse de la porosité et de la structure 3D, l'angle de contact mesure l'hydrophilie.

　 Matériaux et méthodes de recherche

　　Analyse structurale des microcanaux

L'imagerie CT a montré que l'aérogel avait une structure poreuse en nid d'abeille (porosité 52%), une largeur de microcanaux parallèles de 15 à 35 µm et des nanofibres de parisine interne formant un réseau entrelacé, augmentant considérablement la vitesse d'absorption du liquide (1,5 × 10 ⁻³m / s). Caco₃ / txa - nh₃ de la charge est répartie uniformément dans les microcanaux, avec une couverture de capsule de gélatine > 80%, assurant une accumulation efficace du gaz.

　　(c) section longitudinale du GCSF - 3 / CT (la pseudo - couleur rose représente le carbonate de calcium (CACO)₃), la pseudo - couleur bleue représente le tranexamate d'ammonium (txa - NH)₃⁺)) et les images correspondantes de distribution des éléments. (d) vue de dessus et de dessous du GCSF - 3 / ct. (e) images de tomographie par micro - ordinateur (micro - CT) de GCSF - 3 / ct.

(b) une image montrant le phénomène d'éjection rapide déclenché par GCSF - 3 / CT dans l'eau à des fréquences d'images élevées.

　　Conclusions de l'étude

L'hémostase adéquate des plaies hémorragiques sévères est très difficile, le gel d'imitation de colère préparé pour cette étude gonfle rapidement la plaie compressée au contact de l'eau / du sang et accélère la diffusion de la charge utile grâce à la puissance microvésiculaire, le taux de libération du médicament est supérieur à 50% en 60 secondes, montrant un effet hémostatique supérieur à celui des matériaux existants dans 4 modèles hémorragiques (avec hémorragie artérielle fémorale porcine) et une bonne biocompatibilité.Micro Focus CT (AX - 2000ct)Un rôle clé a été joué dans la recherche: grâce à la tomographie 3D sans perte, la structure des microcanaux, la porosité et la morphologie 3D de l'aérogel ont été caractérisées avec précision, fournissant des preuves directes de l'efficacité de la conception bionique, de l'Association de la structure analytique avec les propriétés hémostatiques et fournissant une base quantitative pour l'optimisation des matériaux.

　 Littérature originale

[1] LuB, HuE, DingW, etc. BioinspiréHémostatiqueStratégieViéjectionsPulse pour Bleures sévères[J]. Recherche,2023,6:Article0150.DOI:10.34133/research.0150

　　Équipement d'application de thèse

Le dispositif microct utilisé dans cette étude est un système d'imagerie micro et nanoct de haute précision produit par aoxiang R & D. -AX-2000CTConçu pour la recherche biomédicale et la science des matériaux, le système combine l'imagerie de haute précision, l'efficacité de balayage rapide, le coût économique et les scénarios d'application diversifiés pour effectuer la tomographie 3D non destructive sur un large éventail d'échantillons tels que les gels d'imitation de colère, les échafaudages de nanofibres, les Biocomposites, les petits éléments métalliques, les carottes géologiques, etc., fournissant un support technique d'imagerie numérique non destructive clé pour l'analyse structurelle bionique et l'optimisation des performances.