以研究适用于应急组织伤口处理的光引发组织粘合剂为目标，以设计基于功能化凝胶上转换纳米复合材料的光引发组织粘合剂为研究重点，以制备合成多色可调的上转换纳米材料光导平台和设计功能化光交联凝胶修复剂为突破口。采用纳米技术、表面化学修饰、生物技术、光化学技术、细胞实验和统计分析等手段相结合，深化上转换纳米材料和功能化凝胶的设计开发，探究复合材料的修复作用机理和抗菌性能，实现创面组织缺损光诱导原位修复，提高表面和深层损伤组织修复效率，减少疤痕形成和继发性炎症，开发出可替代传统缝合术的新型功能化凝胶上转换纳米复合材料组织粘合剂，为突发事件中受损组织的快速整合和创面修复提供理论与技术支撑。

主要研究内容

（1）功能化凝胶上转换纳米复合材料的设计与制备：上转换纳米材料具有独特的光学特性，能够使生物光子在深层组织中的应用。光引发组织粘接是创面组织修复的新型无创技术，依赖于光敏剂的光激活释放活性物质在组织表面和基质材料之间产生有效的交联。以凝胶材料壳聚糖作为基质，光敏基团邻硝基苯作为光敏剂并引入胍基抗菌基团，通过化学修饰改性方法制备功能化凝胶。光反应性材料在创伤组织缝合时诱导受损皮肤组织中的胶原基质交联，以上转换纳米材料为载体结合功能化凝胶通过表面修饰制备合成功能化凝胶上转换纳米复合材料作为光引发组织粘合剂，近红外光照将光传输到深部组织中，激活光敏剂诱导组织黏结修复。（2）光引发组织粘合剂的优化筛选：优化筛选功能化凝胶上转换纳米复合材料光引发组织粘合剂，考察荧光发射光谱与紫外吸收光谱相互匹配度以及功能化凝胶上转换纳米复合材料的组织损伤修复能力。考察所选复合材料的荧光、紫外性能以及元素组成、形貌特征、晶型结构、热稳定性和表面基团及电荷分布情况等以及复合材料的粘附机理、抗菌性能、抗拉强度及使用条件等参数。（3）光引发组织粘合剂的应用潜力评价。考察复合材料的生物相容性、细胞毒性、凝血效果、整合凝胶与组织粘连能力。进一步考察复合材料对各种动物组织（皮肤、肌肉、肝脏、胃和心脏等）损伤修复能力。

研究方法和技术路线

图 1. 总体研究技术路线示意图

研究方法和实验手段如下：

（1）功能化凝胶上转换纳米复合材料的设计与制备。采用热共沉淀法以 β-NaYF4 作为基质，调节镧系元素掺杂剂量比例，制备具有不同发射光谱的上转换纳米材料；采用酸处理法除去上转换纳米材料表面的油酸配体得到白色固体颗粒，聚丙烯酰胺配体交换修饰后备用；以凝胶材料壳聚糖为基质，采用碳二亚胺盐酸盐化学法将邻硝基苯和抗菌基团修饰到基质上制备出功能化凝胶。

（2）光引发组织粘合剂的优化筛选。检测功能化凝胶上转换纳米复合材料及相应组成单体的荧光光谱与紫外光谱，筛选能够相互匹配的复合材料；以猪的皮肤或肌肉为组织基质制作组织切口，注入复合材料并在近红外激光照射下，检测切口均粘接情况测试组织粘合强度以及组织基质的粘合后的最大拉伸力。

（3）光引发组织粘合剂的表征及机理性能考察。通过电镜分析、傅立叶红外光谱、X 射线衍射、热重分析和 Zeta 电位分析等表征合成复合材料性能；利用光电子能谱仪进行粘附机理分析；考察功能化凝胶上转换纳米复合材料的抑菌作用；比对商品化纤维蛋白胶和氰基丙烯酸酯胶粘剂粘接的抗拉强度试验；考察功能化凝胶上转换纳米复合材料。

（4）光引发组织粘合剂的应用潜力评价。对所合成材料的体内生物相容性、体外细胞毒性试验、全血凝血试验、体内透皮给药试验以及胶原纤维形成试验等评价方法。

附件：

7 尹 2021年河北大学医学学科培育项目合同书.docx(未验证)