生命健康

生物體的許多生命過程不僅受化學信號調控還受到光電等物理信號的直接調控。光電信號在生物體的胚胎發(fā)育、神經、肌肉以及皮膚組織修復與再生等生命過程中扮演著不可或缺的角色。例如，人們模擬生物體內源電場用于慢性傷口、神經損傷修復已有幾十年的歷程，并且取得了不錯的療效；不同光波可以有效實現(xiàn)不同皮膚健康的效果，使得光電設備以激光、脈沖光、射頻和超聲等能量介入的方式成為非手術類皮膚年輕化的主要治療手段。

如何更加有效的利用光電等物理信號用于生命健康過程是我們亟需解決的問題。在生活的各個方面，無論是運動過程中衣物產生的摩擦電、產生的熱量都無法很好的被收集和利用。皮膚或組織被太陽照射或特定波長照射也很難很好的分離和吸收。因此，如何制備、合成對光、熱或電具有更敏感的生物材料去放大信號和利用信號是解決上述問題的一個思路。

具有光/電響應的納米纖維素醫(yī)療耗材和光電醫(yī)療器械結合，通過生物光/電效應, 影響皮膚細胞、神經細胞乃至癌癥細胞的信號通路，最終達到皮膚年輕化、創(chuàng)傷修復、神經再生與抑制癌癥復發(fā)的效果。

a.光熱響應納米纖維素面膜/凝膠: 光電器件聯(lián)合光熱響應納米纖維素面膜，光電器件如LED光面具發(fā)射紅光具有緊致肌膚，撫平皺紋，提升臉部輪廓的效果；發(fā)射藍光可以祛痘、治療敏感肌，完美改善面部問題；發(fā)射近紅外光具有美白淡斑，直擊肌底，改善組織營養(yǎng)的效果。二者聯(lián)合使用，可增強LED光面具功效；上調熱休克蛋白，提高皮膚抗皺效果；光熱釋放，促進面膜內活性成分以及玻尿酸的面部吸收；避免LED光面具使用時的失水，進一步促進水的面部吸收；可搭載治療痤瘡藥物，光熱釋放治療痤瘡。

b.光熱響應納米纖維素皮膚敷料：光熱響應納米纖維素皮膚敷料由細菌纖維素、聚乙烯醇、聚多巴胺和微納米級的竹炭組成，純天然制備，無毒無害。具有高的吸水與持水能力，良好的氣體和液體滲透性和良好的生物相容性。配合光電器件，產生光熱效應促進人自身熱休克蛋白的表達，對于難愈合的糖尿病傷口，熱休克蛋白通過光熱誘導可實現(xiàn)上調表達，在損傷部位募集，從而加速難愈合傷口的愈合。

c.光熱響應氧化纖維素膜:多功能可植入的氧化細菌纖維素膜給藥模型,在氧化細菌纖維素膜網絡結構中負載凝血酶與金納米籠荷載PD-1抗體，配合光電器件，產生光熱效應,應用于頭頸鱗癌術后治療。

d.電活性主動愈合納米纖維素水凝膠敷料：電活性主動愈合納米纖維素水凝膠敷料由細菌纖維素、導電高分子組成。通過物理化學雙交聯(lián)的方法制備而得。該產品具有良好的熱穩(wěn)定性、電活性和良好的生物相容性，促進細胞的增殖、鋪展及黏附。與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用，能夠協(xié)同促進細胞的增殖及傷口的主動愈合，有望作為傷口敷料用于臨床上的傷口治療。

e.電活性納米纖維素神經導管：神經導管具有電活性，可以傳遞遠端神經信號；神經導管可以連接神經缺損處近端與遠端，為神經軸生長提供支撐，特殊的表面結構可以支持引導再生神經軸突的生長方向?？梢耘c電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用促進功能性神經再生，防止遠端肌肉萎縮。

圖1 納米纖維素光電響應材料

目前此類產品在市場上仍是空白，本成果采用器械加耗材的開發(fā)方式，以系列的光電醫(yī)療器械為基礎，開發(fā)匹配的納米纖維素醫(yī)療耗材，達到1+1＞2的聯(lián)合使用效果。

光熱響應納米纖維素面膜/凝膠：與LED光面具配合使用，保持貼敷部位的水分，可快速提高貼敷部位溫度（~40℃），促進貼敷部位熱休克蛋白的表達，促進面膜內活性成分的釋放。

光熱響應納米纖維素皮膚敷料：配合光電器件，產生光熱效應，可快速提高貼敷部位溫度（40~41℃），熱休克蛋白通過光熱誘導可實現(xiàn)上調表達，在損傷部位募集，調節(jié)炎癥期傷口微環(huán)境、促進成纖維細胞增殖、膠原沉積、血管生成，加速難愈合傷口的愈合。

光熱響應氧化纖維素膜：配合光電器件，產生光熱效應, 6分鐘升溫至60℃，有效抑制癌癥部位癌細胞的再生，用于頭頸鱗癌術后治療。

電活性主動愈合納米纖維素水凝膠敷料：與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用，預防與抑制傷口感染，傷口處抑菌效果達到99%以上，促進傷口快速愈合。

電活性納米纖維素神經導管：與電刺激醫(yī)療器械聯(lián)合使用促進功能性神經再生，神經功能恢復達到80%。

研發(fā)階段。

該成果包括多項已授權中國發(fā)明專利。