經(jīng)過近1年時間的共同研究,浙江大學(xué)一支由信電系、高分子系、醫(yī)學(xué)院、計算機學(xué)院學(xué)科教授組成的合作團隊完成了一項新型技術(shù),將電子系統(tǒng)與組織再生系統(tǒng)融合,發(fā)明出一種具有感知生成、實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)皮膚修復(fù)過程能力,且能較好地融入生物體的人造電子皮膚系統(tǒng)。
這一人造電子皮膚系統(tǒng)既具備現(xiàn)有電子皮膚系統(tǒng)的感知能力,又可通過組織再生材料很好地融入生物體。可監(jiān)控皮膚再生過程中溫度、濕度、生長因子等多種生理信號的變化,從而對傷口恢復(fù)過程進行實時監(jiān)控,提高診斷和治療時效性,減少傷口二次損傷和感染,對皮膚的再生具有重要意義。
全國每年需要進行皮膚移植的病例在300萬人次以上,而依靠自體皮移植往往存在供皮部位不足等問題。近年來,皮膚再生技術(shù)已成為組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。
國內(nèi)外已有一批有代表性的電子皮膚系統(tǒng),如美國伊利諾大學(xué)香檳分校發(fā)明了電子刺青系統(tǒng),日本東京大學(xué)推出了全球最早的觸感電子皮膚,英國劍橋大學(xué)在彈性硅膠基底上制造了具有較好生物相容性的電子皮膚,我國中科院納米所于2012年研發(fā)了高靈敏的觸感電子皮膚,可感知毫克級的壓力變化。上述電子皮膚的各種實現(xiàn)方式為刻畫生物體的“感覺”提供了一些可能的途徑,但并未能真正與生物體結(jié)合。如何將電子皮膚與生物體進一步結(jié)合成為當前該領(lǐng)域研究者探索的重要方向。
浙大研發(fā)的這種人造電子皮膚系統(tǒng)先后在大鼠和巴馬小型豬上開展了動物實驗。試驗表明,該人造電子皮膚系統(tǒng)可在傷口恢復(fù)初期植入傷口表面,實時監(jiān)控愈合過程。隨著傷口逐漸愈合,再生材料被不斷吸收,電子器件部分自然從傷口剝離。這一成果在現(xiàn)有國內(nèi)外相關(guān)文獻中未見報道,是首例生物-電子融合的人造電子皮膚系統(tǒng)。
在這種人造電子皮膚系統(tǒng)研發(fā)中,浙江大學(xué)高長有、馬列等老師研制了一種膠原—殼聚糖/硅橡膠皮膚再生材料,能起到誘導(dǎo)真皮再生的作用。該皮膚誘導(dǎo)再生材料在細胞毒性、致敏性、刺激性、熱原性、溶血率、遺傳毒性以及亞慢性毒性7個指標上均達到國家三類醫(yī)療器械的標準,具有良好的生物安全性。
信電系的汪小知和董樹榮老師則致力于為類皮膚材料開發(fā)人類皮膚的四種感覺:觸覺、壓覺、溫覺和痛覺,在高分辨率多感覺電子皮膚的研究上取得了突破。