用于糖尿病伤口愈合的形状记忆粘附材料

本发明总体上涉及用于粘附和收缩伤口，尤其是糖尿病伤口，从而促进其闭合和愈合的材料和方法。尤其地，本发明提供了一种形状记忆粘附材料，其实施基于水合的粘附和形状记忆机制，从而实现伤口的单轴或双轴的收缩。

背景技术：

1、受损的伤口愈合能力和随之而来的慢性伤口是糖尿病患者中主要且快速增长的并发症之一。尤其地，糖尿病足问题是严重损害糖尿病患者生活质量的主要并发症，仅在美国每年就有超过750000例新的糖尿病足溃疡(dfu)和70000例下肢截肢。非常令人担忧的是，在最初的下降之后，在过去十年中已注意到截肢有所回升。2001年在美国用于治疗dfu和截肢的费用估计为110亿美元。考虑到快速老龄化的人口、全球糖尿病患者数量的增加以及包括生活质量严重下降的有害的临床和经济成本，糖尿病伤口的治疗是需要有效方案的重大临床挑战。尽管在过去的几十年中已经引入并测试了用于dfu治疗的治疗策略，包括几种皮肤支架和基于生长因子的治疗，但它们的益处相当有限，其中，超过50％的受治疗的dfu患者没有反应。这种有效治疗的缺乏以及问题的严重性突出了开发新的用于糖尿病伤口愈合的治疗方案的至关重要性。

2、动物研究表明，与非糖尿病伤口相比，糖尿病伤口的收缩性降低是糖尿病伤口愈合受损的原因之一。因此，糖尿病伤口的机械调节提供了加速糖尿病伤口愈合的有吸引力的方法。然而，由于一些技术限制，对于糖尿病伤口诸如dfu，机械调节方法的潜在治疗益处还没有得到很好的研究。现有的用于机械加固或刺激的伤口敷料和绷带缺乏长时间在湿的受伤皮肤上(例如，几天)形成快速和牢固的粘附的能力，也缺乏对伤口的机械收缩进行设计的能力。因此，目前的伤口敷料局限于被动覆盖，提供无效和不受控制的收缩，并且不能提供完全闭合伤口的能力。迄今为止，还没有用于在湿的受伤皮肤上施加精确控制的长期收缩的有效方法。

3、因此，非常需要进一步改进粘附材料和使用方法，尤其是当这些改进涉及将这种粘附材料和方法设计用于在湿伤组织，诸如糖尿病伤口上施加精确的收缩时。

技术实现思路

1、本发明提供一种形状记忆粘附材料，其粘附并精确地收缩伤口，尤其是糖尿病伤口，从而促进其闭合和愈合。

2、根据一个方面，本发明提供使伤口愈合的方法，包括：将干形状记忆粘附材料施加到伤口周围的组织表面，所述干形状记忆粘附剂具有干预拉伸结构，所述组织表面具有布置在其上的液体；以及使所述干预拉伸形状记忆粘附材料吸收至少一部分所述液体并转化为水合橡胶态，以触发(i)对所述伤口周围的组织表面的基于水合的粘附和(ii)所述形状记忆粘附材料从所述干预拉伸结构的收缩。

3、根据另一方面，本发明提供一种使糖尿病伤口愈合的方法，包括：将干形状记忆粘附材料施加到所述糖尿病伤口周围的组织表面，所述干形状记忆粘附具有干预拉伸结构，所述组织表面具有布置在其上的液体；以及使所述干预拉伸形状记忆粘附材料吸收至少一部分所述液体并转化为水合橡胶态，以触发(i)对所述糖尿病伤口周围的组织表面的基于水合的粘附和(ii)所述形状记忆粘附材料从所述干预拉伸结构的收缩。

4、根据这些方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述形状记忆粘附材料的收缩包括从所述预拉伸结构在长度和/或宽度上的收缩以及所述组织表面的收缩。组织表面的收缩有利于伤口的闭合和愈合。所述组织表面的收缩提供所述伤口的单轴或双轴的收缩。所述形状记忆粘附材料的收缩基于在所述干预拉伸结构中储存的预定量的预拉伸来预先确定。组织的收缩通过减小伤口直径和减小伤口边缘周围的环向应力来机械地调节伤口。伤口直径减小和/或环向应力减小的程度基于形状记忆粘附材料相对于伤口尺寸的相对尺寸。基于水合的粘附包括吸收液体，然后在组织表面上形成物理和共价交联。所述干形状记忆粘附材料含一种或多种治疗剂，并且所述方法还包括使所述一种或多种治疗剂释放到所述组织表面和/或伤口中。所述干形状记忆粘附材料包括一种或多种亲水性聚合物、一种或多种胺偶联基团以及一种或多种交联剂。所述一种或多种亲水性聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸盐、酪蛋白、白蛋白、明胶、胶原蛋白、壳聚糖、透明质酸、藻酸、氧化藻酸盐、果胶，以及它们的组合。所述一种或多种胺偶联基团选自n-羟基琥珀酰亚胺酯、n-羟基磺基琥珀酰亚胺酯、醛、亚氨酸酯、环氧化物、异氰酸酯、邻苯二酚，以及它们的组合。所述一种或多种交联剂选自明胶甲基丙烯酸酯、透明质酸甲基丙烯酸酯、氧化的甲基丙烯酸藻酸盐、聚己内酯二丙烯酸酯、n,n’-双(丙烯酰)胱胺、n,n’-亚甲基双(丙烯酰胺)、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，以及它们的组合。所述方法还包括通过施加生物相容性触发溶液，按需将粘附的形状记忆粘附剂从组织表面无损伤地拆卸。所述伤口是大面积切除伤口，并且所述干形状记忆粘附材料是在横向和竖直方向上收缩并机械地调节所述伤口的各向同性地预设计的形状记忆粘附材料。所述伤口是窄的切伤口，并且所述干形状记忆粘附材料是在单个方向上收缩并机械地调节所述伤口的各向异性地预设计的形状记忆粘附材料。所述方法还包括在2天或更多天后、5天或更多天后、7天或更多天后、10天或更多天后、或14天或更多天后去除干形状记忆粘附材料。所述方法还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，将第二干形状记忆粘附材料施加到所述伤口周围的组织表面。所述方法还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口，并且如果伤口面积的减少小于约50％，则将第二干形状记忆粘附材料施加到所述伤口周围的组织表面。所述第二干形状记忆粘附剂具有不同于所述去除的干形状记忆粘附剂的干预拉伸结构。所述方法还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口并基于伤口检查选择具有预定收缩的第二干形状记忆粘附剂。所述第二干形状记忆粘附剂的预定收缩不同于所述去除的干形状记忆粘附剂的预定收缩。所述方法还包括在约2至14天后去除所述第二干形状记忆粘附材料，检查所述伤口，并且如果伤口面积的减少小于约50％，则将第三干形状记忆粘合剂材料施加到所述伤口周围的组织表面。所述方法还包括在去除所述第二干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口并基于伤口检查选择具有预定收缩的第三干形状记忆粘附剂。所述第三干形状记忆粘附剂的预定收缩不同于所述第二干形状记忆粘附剂的预定收缩。

5、通过审视下面的附图和具体实施方式，本发明的其它系统、方法和特征对于本领域普通技术人员来说将或变得显而易见。旨在使所有这些附加系统、方法和特征都包括在本说明书中，在本发明的范围内，并受所附权利要求保护。

技术特征：

1.一种使伤口愈合的方法，包括：

2.一种使糖尿病伤口愈合的方法，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述形状记忆粘附材料的收缩包括从所述预拉伸结构在长度和/或宽度上的收缩以及所述组织表面的收缩。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述组织表面的收缩有利于所述伤口的闭合和愈合。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述组织表面的收缩提供所述伤口的单轴或双轴的收缩。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述形状记忆粘附材料的收缩基于在所述干预拉伸结构中储存的预定量的预拉伸来预先确定。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述组织的收缩通过减小伤口直径和减小所述伤口边缘周围的环向应力来机械地调节所述伤口。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，伤口直径减小和/或环向应力减小的程度基于所述形状记忆粘附材料相对于伤口尺寸的相对尺寸。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于水合的粘附包括吸收液体，然后在所述组织表面上形成物理和共价交联。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述干形状记忆粘附材料含一种或多种治疗剂，并且所述方法还包括使所述一种或多种治疗剂释放到所述组织表面和/或伤口中。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述干形状记忆粘附材料包括一种或多种亲水性聚合物、一种或多种胺偶联基团以及一种或多种交联剂。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述一种或多种亲水性聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸盐、酪蛋白、白蛋白、明胶、胶原蛋白、壳聚糖、透明质酸、藻酸、氧化藻酸盐、果胶，以及它们的组合。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述一种或多种胺偶联基团选自n-羟基琥珀酰亚胺酯、n-羟基磺基琥珀酰亚胺酯、醛、亚氨酸酯、环氧化物、异氰酸酯、邻苯二酚，以及它们的组合。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述一种或多种交联剂选自明胶甲基丙烯酸酯、透明质酸甲基丙烯酸酯、氧化的甲基丙烯酸藻酸盐、聚己内酯二丙烯酸酯、n,n’-双(丙烯酰)胱胺、n,n’-亚甲基双(丙烯酰胺)、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，以及它们的组合。

15.根据权利要求1或2所述的方法，还包括通过施加生物相容性触发溶液，按需将所粘附的形状记忆粘附剂从所述组织表面无损伤地拆卸。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述伤口是大面积切除伤口，并且所述干形状记忆粘附材料是在横向和竖直方向上均收缩并机械地调节所述伤口的各向同性地预设计的形状记忆粘附材料机械。

17.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述伤口是窄的切伤口，并且所述干形状记忆粘附材料是在单个方向上收缩并机械地调节所述伤口的各向异性地预设计的形状记忆粘附材料机械。

18.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在2天或更多天后从组织表面去除干形状记忆粘附材料。

19.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在5天或更多天后去除所述干形状记忆粘附材料。

20.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在7天或更多天后去除所述干形状记忆粘附材料。

21.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在10天或更多天后去除所述干形状记忆粘附材料。

22.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在14天或更多天后去除所述干形状记忆粘附材料。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，将第二干形状记忆粘附材料施加到所述伤口周围的组织表面。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第二干形状记忆粘附剂具有不同于去除的所述干形状记忆粘附剂的干预拉伸结构。

25.根据权利要求23所述的方法，还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口并基于伤口检查选择具有预定收缩的所述第二干形状记忆粘附剂。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述第二干形状记忆粘附剂的预定收缩不同于去除的所述干形状记忆粘附剂的预定收缩。

27.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口，并且如果伤口面积的减少小于约50％，则将第二干形状记忆粘附材料施加到所述伤口周围的组织表面。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第二干形状记忆粘附剂具有不同于去除的所述干形状记忆粘附剂的干预拉伸结构。

29.根据权利要求27所述的方法，还包括在去除所述干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口并基于伤口检查选择具有预定收缩的所述第二干形状记忆粘附剂。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第二干形状记忆粘附剂的预定收缩不同于去除的所述干形状记忆粘附剂的预定收缩。

31.根据权利要求27所述的方法，还包括在约2至14天后去除所述第二干形状记忆粘附材料，检查所述伤口，并且如果伤口面积的减少小于约50％，则将第三干形状记忆粘附材料施加到所述伤口周围的组织表面。

32.根据权利要求31所述的方法，还包括在去除所述第二干形状记忆粘附材料之后，检查所述伤口并基于伤口检查选择具有预定收缩的所述第三干形状记忆粘附剂。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述第三干形状记忆粘附剂的预定收缩不同于所述第二干形状记忆粘附剂的预定收缩。

技术总结
一种用于粘附和收缩伤口，尤其是糖尿病伤口以促进其闭合和愈合的形状记忆粘附材料。将形状记忆粘附剂预拉伸和干燥以提供具有预设计应变的粘附剂结构，其中，该粘附剂能够在与湿表面接触时快速牢固地粘附，然后进行预测的收缩。根据优选实施方式，形状记忆粘附材料包括一种或多种亲水性聚合物或共聚物、一种或多种胺偶联基团和一种或多种交联剂的组合。

技术研发人员：赵选贺,陆炫佑,卢熙贞,A·维维斯,乔治奥斯·塞奥查里迪斯
受保护的技术使用者：麻省理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15