新材料提供弹性的“第二个皮肤”

麻省理工学院工程师开发第二种皮肤聚合物

研究人员团队开发了一个“第二种皮肤”聚合物,可以提供屏障,化妆品改善和潜在的递送药物。

科学家们麻省理工学院,马萨诸塞州综合医院,生活证明和Olivo实验室已经开发出一种可以暂时保护和拧紧皮肤的新材料,以及光滑的皱纹。随着进一步的发展,它也可以用于提供药物以帮助治疗皮肤状况湿疹和其他类型的皮炎。

材料,可在皮肤上施加的硅氧烷基聚合物作为薄,难以察觉的涂层,模拟健康,年轻的皮肤的机械和弹性性能。在与人类受试者的测试中,研究人员发现,该材料能够在下眼睑下重塑“眼袋”,并增强皮肤水合。研究人员说,这种类型的“第二个皮肤”也可以适应提供长期紫外线保护。

“这是一个无形的层,可以提供屏障,提供化妆品改进,并可能在当地递送给正在治疗的区域。其中三件事可以真正使其成为人类使用的理想选择,“麻省理工学院的化学工程系副教授Daniel Anderson说,MIT型科赫综合癌症研究所和医学工程研究所(IMES)的科学院科学研究所的成员。

安德森是a描述5月9日在线问题的聚合物的论文。罗伯特兰德,David H. Koch Institute教授和Koch Institute的成员,是纸张的高级作者,本文的领先作者是贝蒂Yu Sm'98,Scd '02,前副总裁SCD副总裁。Langer和Anderson是生活证明和Olivo实验室的联合创始人,而Yu在麻省理工学院赢得了硕士和博士学位。


麻省理工学院的科学家,马萨诸塞州普通医院,生活证明和Olivo实验室已经开发出一种新材料,可以暂时保护和拧紧皮肤,平稳皱纹。随着进一步的发展,它也可用于提供药物以帮助治疗湿疹等皮肤病等皮肤病。

模仿皮肤

随着皮肤年龄,它变得不那么坚固,弹性较少 - 太阳照射会加剧的问题。这损害了皮肤防止极端温度,毒素,微生物,辐射和损伤的能力。大约10年前,研究团队出发了开发一种可以恢复健康皮肤性能的保护涂层,用于医疗和化妆品应用。

“我们开始思考我们如何通过将其涂覆与赋予有益效果的聚合物来控制皮肤的性质,”Anderson说。“我们也希望它是看不见和舒适的。”

研究人员创建了一个包含100多种可能的聚合物的图书馆,所有这些聚合物都含有一种被称为硅氧烷的化学结构——硅和氧的原子交替链。这些聚合物可以组装成一个网络排列,称为交联聚合物层(XPL)。研究人员随后测试了这些材料,以寻找一种最能模拟健康皮肤的外观、强度和弹性的材料。

“它必须具有正确的光学性质,否则它不会看起来不错,并且它必须具有正确的机械性能,否则它不会有正确的力量,并且它不会正确地执行,”Langer说。

最佳性能的材料具有与皮肤非常相似的弹性性质。在实验室测试中,它在被拉伸超过250%后容易返回其原始状态(天然皮肤可以伸长约180%)。在实验室测试中,新颖的XPL的弹性远比皮肤 - 硅胶凝胶板和聚氨酯膜上的另外两种其他类型的伤口敷料更好。

“创造一种表现得像皮肤的材料是非常困难的,”MGH的皮肤科医生和本文的作者说,“芭芭拉吉尔克里斯特说。“很多人试图这样做,并且在这一点之前没有的材料,直到它没有灵活,舒适,无引导,能够符合皮肤运动并返回其原始形状。”

XPL目前在两步过程中交付。首先,将聚硅氧烷组分施加到皮肤上,然后诱导聚合物的铂催化剂,以形成强度在皮肤上长达24小时的强交联膜。在施加聚合物之后,必须加入该催化剂,因为在该步骤之后,该材料变得过硬以扩散。这两层都涂在乳膏或软膏中,并且一旦涂在皮肤上,XPL就基本不可见。

高性能

研究人员在人类中进行了几项研究,以测试材料的安全性和有效性。在一项研究中,XPL应用于眼底区域,其中“眼袋”通常形成皮肤年龄。这些眼袋是由下盖的皮肤下面的脂肪垫的突出引起的。当施加材料时,它施加稳定的压缩力,拧紧皮肤,效果持续约24小时。

在另一个研究中,将XPL应用于前臂皮肤以测试其弹性。当XPL处理的皮肤与吸盘的膨胀时,它恢复到其原始位置比未经处理的皮肤快。

研究人员还测试了预防干燥皮肤损失的材料的能力。施用两小时后,用新型XPL治疗的皮肤损失远低于用高端商业保湿剂治疗的皮肤损失更少。涂有凡士林的皮肤作为XPL在治疗后两小时后的XPL,但在24小时后,用XPL处理的皮肤更加保留水。没有学习参与者报告佩戴XPL的任何刺激。

“我认为这对化妆品和非渗透应用具有巨大的潜力,特别是如果您能够掺入抗微生物剂或药物,则哈佛医学院的皮肤科医师和教练没有参与该研究。

生活证明已经将XPL技术纺出了Olivo Laboratories,LLC,一项新的启动,以专注于XPL技术的进一步发展。最初,Olivo的团队将重点关注该技术的医疗应用,用于治疗皮肤病如皮炎。

本文的其他作者包括Fernanda Sakamoto和MGH的Rox Anderson;Soo-Young Kang的生活证明;摩根菌尔肯顿和阿尔卑斯山帕特尔,以前的生活证明;Ariya Akthakul,Nithin Ramadurai和Olivo Laboratories的Amir Nashat Scd '03。

出版物:Betty Yu,等,“弹性第二皮,”自然材料15,911-918(2016)DOI:10.1038 / NMAT4635

1条评论“新材料提供弹性”第二皮“”

  1. 这非常尴尬,第二个皮肤的弹性非常薄。我们可以通过粘贴一些乳液来使其难以努力吗?

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