El equipo de investigación de la Universidad del suroeste está en revistas de renombre internacional.“Investigación”Se publicó un importante resultado de investigación en. El estudio se inspiró en el mecanismo de inyección pulsada del escarabajo Bombardier y diseñó un aerogel de memoria de forma con microcanales direccionales. a través del sistema de imágenes por TC de microfocal y experimentos multiescala, se estudió sistemáticamente su rendimiento hemostático y mecanismo de Acción.El primer autor del estudio fue el Profesor Lu bitao.

Resumen del estudio

En respuesta al problema de hemostasia en heridas sangrantes graves, se diseñó un gel de imitación de gas de chorro de pulso inspirado en el mecanismo de defensa de chorro de escarabajo bombardier. La estructura construye aerogeles de nanofibra de seda / Quitosano con microcanales paralelos a través de la criofundición dirigida, cargados con caco y ácido tranexólico (txa - nh) como "motor incorporado", utilizando la inyección de pulso de microburbujas de CO2 activada por la sangre para mejorar la penetración del medicamento. Combinando las características de la memoria de forma con la acción de la barrera física, El aerogel se expande rápidamente y sella la herida después de entrar en contacto con la sangre, al tiempo que acelera la difusión del hemostato a través de la aerodinámica. Con la ayuda deTomografía computarizada de microfocal (ax - 2000ct)La tomografía computarizada tridimensional no destructiva del aerogel presenta claramente la estructura de matriz paralela del microcanal biónico (15 - 35 micras de ancho) y la morfología poroso en forma de panal integral (52% de poros), proporcionando soporte de datos estructurales clave para la efectividad del diseño de la estructura del microcanal y el análisis posterior del rendimiento. A través del modelo teórico, la Cámara de alta velocidad y los experimentos con animales, la tasa de Liberación de medicamentos bajo los mejores parámetros superó el 50% en 60 segundos, y el tiempo de sangrado en el modelo de hemorragia arterial femoral porcina fue de solo 3,5 minutos. La investigación proporciona nuevas ideas para detener el sangrado en heridas profundas y complejas, y muestra el potencial de aplicación de estructuras biónicas en el campo de la medicina de emergencia.

　 Métodos de prueba de rendimiento

　　Caracterización in vitro: microscopía electrónica de barrido (sem) para observar la estructura de los microcanales,Tomografía computarizada de microfocal (ax - 2000ct)Se analizan la permeabilidad y la estructura 3d, y el medidor de ángulo de contacto evalúa la hidrofilicidad.

　 Materiales y métodos de investigación

　　Análisis de la estructura del microcanal

Las imágenes de TC mostraron que el aerogel tenía una estructura poroso en forma de panal (52% de poros), un ancho de microcanal paralelo de 15 - 35 micras y nanofibras de seda en la pared interior formando una red entrelazada, lo que aumentó significativamente la velocidad de absorción de líquido (1,5 × 10⁻ M / s). El caco cargado / txa - nh se distribuye uniformemente en los microcanales, con una cobertura de tapa de gelatina superior al 80%, lo que garantiza una acumulación eficiente de gas.

　　(c) sección transversal longitudinal del gcsf - 3 / CT (pseudo - color rosa representa carbonato de calcio (caco)₃), el pseudo - color azul representa el aminoácido de amonio (txa - nh)₃)) y la imagen de distribución de elementos correspondiente. (d) vistas superiores y superiores de gcsf - 3 / Ct. (e) imágenes de tomografía computarizada microscópica (micro - ct) de gcsf - 3 / Ct.

(b) imágenes que muestran el fenómeno de inyección rápida desencadenado por gcsf - 3 / CT en el agua a alta tasa de fotogramas.

　　Conclusiones del estudio

La hemostasia adecuada de las heridas sangrantes graves es muy desafiante. el gel aerostático preparado en este estudio puede expandirse rápidamente y comprimir las heridas después de entrar en contacto con el agua / sangre, y acelerar la difusión de la carga útil a través de la dinámica de microburbujas, con una tasa de Liberación de fármacos superior al 50% en 60 segundos, mostrando un mejor efecto hemostático que los materiales existentes en cuatro modelos de sangrado (incluida la hemorragia arterial femoral porcina) y una buena biocompatibilidad.Tomografía computarizada de microfocal (ax - 2000ct)Desempeñó un papel clave en la investigación: a través de la tomografía computarizada tridimensional no destructiva, la estructura de microcanal, la permeabilidad y la morfología 3D del aerogel se caracterizaron con precisión, lo que proporcionó evidencia directa para verificar la efectividad del diseño biónico, la relación entre la estructura analítica y las propiedades hemostáticas, y también proporcionó una base cuantitativa para la optimización de materiales.

　 Documentos originales

[1] LuB, HuE, DingW, etc. BioinspiredHemostaticStrategyviaPulseEjectionsforSevereBangingWounds[J]. Investigación,2023,6:Artículo 0150.DOI:10.34133/investigación.0150

　　Equipo de aplicación de tesis

El equipo de microct utilizado en este estudio es un sistema de imágenes de TC micro - nano de alta precisión desarrollado y producido por aoying.AX-2000CT. El sistema está diseñado especialmente para la investigación biomédica y científica de materiales, con imágenes de alta precisión, eficiencia de escaneo rápido, costos económicos y escenarios de aplicación diversificados, y puede realizar tomografías tomográficas tridimensionales no destructivas en gel mimético, soportes de nanofibra, materiales biocomputados, pequeños componentes metálicos, núcleos geológicos y otras muestras, proporcionando soporte técnico de imágenes digitales no destructivas clave para El análisis estructural biónico y la optimización del rendimiento.