麻省理工學(xué)院生命科學(xué)研究小組以及馬薩諸塞州總醫(yī)院Olivo Labs的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型的材料，能夠起到臨時(shí)保護(hù)和收緊皮膚，平滑皺紋的作用。 隨著進(jìn)一步發(fā)展，該材料可作為外用藥以治療皮膚疾病如濕疹和其他種類的皮炎。

“XPL是一種肉眼看不見(jiàn)的薄膜，既可以作為皮膚的保護(hù)層，又能為改善美容提供幫助，還可以將藥物運(yùn)輸?shù)叫枰�治療的地方。這三個(gè)作用使它真正成為人類理想的選擇。”丹尼爾•安德森說(shuō)。

該材料是一種硅氧烷基聚合物，可以作為涂層在皮膚上鋪展，具有薄和不易檢測(cè)到的特點(diǎn)。當(dāng)該聚合物直接被用于人體皮膚上時(shí)，其彈性和機(jī)械性能與年輕健康的皮膚相似。在涉及人類受試者的調(diào)查中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)有可能在下眼皮之下重塑“眼袋”，并可改善皮膚水合作用。據(jù)科學(xué)家說(shuō)，這種“第二皮膚”可以使我們的皮膚免受紫外線的傷害。

在5月9日刊登于Nature Materials雜志的在線論文中，對(duì)該聚合物有所描述。安德森是本文的作者之一，，麻省理工學(xué)院的David H. Koch研究所教授和科赫研究所的成員羅伯特•蘭格是本文的資深作者。 Living Proof的前任副總裁Betty Yu SM '98，ScD '02是本文的主要作者。 其中蘭格和安德森分別是Living Proof和Olivo Labs的聯(lián)合創(chuàng)始人。俞先生在麻省理工學(xué)院獲得碩士和博士學(xué)位。

模仿皮膚

由于老化并且長(zhǎng)期暴露于太陽(yáng)光線下，使得皮膚變得缺少?gòu)椥�，且容易產(chǎn)生皺紋。 皮膚防止毒素、輻射、極端溫度、微生物等對(duì)人體傷害的能力隨之降低。 近十年前，研究人員旨在創(chuàng)造一種保護(hù)涂層，能夠恢復(fù)健康皮膚的特性，用于化妝品和醫(yī)療應(yīng)用。

“我們開(kāi)始考慮如何通過(guò)賦予有優(yōu)異效果的聚合物涂覆皮膚來(lái)控制膚質(zhì)。 我們希望它是隱形和舒適的。”麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系Daniel Anderson說(shuō)道。

研究小組查閱了超過(guò)100種前視聚合物的文庫(kù)，其中有一種聚合物含Si—O—Si鍵構(gòu)成主鏈結(jié)構(gòu)，被稱為硅氧烷。研究人員稱他們的新型聚合物為XPL(交聯(lián)聚合物層)，其結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)絡(luò)狀排列。隨后，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)聚合物結(jié)構(gòu)特性，探索最能模擬皮膚外觀、彈性和強(qiáng)度的聚合物。

“它必須具有相似的光學(xué)性能，否則它看起來(lái)與人體膚色不夠貼合，它必須具有相似的機(jī)械性能，否則它將不具備合適的強(qiáng)度，并且不能正常發(fā)揮作用。”Langer解釋說(shuō)。

該聚合物的彈性性能將與健康的皮膚非常接近。在實(shí)驗(yàn)室的研究中，當(dāng)聚合物能被拉伸至250%的拉伸模量時(shí)，容易觀察到其原始形態(tài)。應(yīng)該注意的是，天然皮膚可以拉伸到近180%的拉伸模量。目前，與新發(fā)現(xiàn)的XPL的彈性相比，在皮膚上使用的另外兩種傷口敷料更加優(yōu)異，即聚氨酯膜和硅膠片。

“制造一個(gè)像皮膚一樣的材料是非常困難的。 許多人都在不斷探索，直到現(xiàn)在才有了彈性、舒適、無(wú)刺激性的材料，并且能夠貼合皮膚，即使變形也能恢復(fù)原來(lái)的形狀。”馬薩諸塞州總醫(yī)院皮膚病學(xué)家Barbara Gilchrest說(shuō)道。

目前，XPL的實(shí)驗(yàn)是分兩步進(jìn)行的。最初，將聚硅氧烷組分涂覆在皮膚上，然后施加鉑催化劑，與聚合物強(qiáng)烈反應(yīng)后，該聚合物膜可在皮膚上保留近24小時(shí)。在該步驟之后，當(dāng)在聚合物材料變硬時(shí)，催化劑才能被遞送。這兩種成分都可以作為軟膏或霜?jiǎng)┦褂�，�?dāng)兩者應(yīng)用于皮膚時(shí)，XPL就會(huì)變成隱形的。

高性能

研究人員對(duì)人類進(jìn)行了大量調(diào)查，以驗(yàn)證新材料的有效性和安全性。有一個(gè)調(diào)查，關(guān)于將XPL應(yīng)用于由于老化而形成“眼袋”的眼下區(qū)域。眼袋是在下眼皮皮膚下方存在的脂墊突出的表現(xiàn)。當(dāng)運(yùn)用這個(gè)材料時(shí)，它施加穩(wěn)定的壓力，導(dǎo)致皮膚收緊。這種效應(yīng)持續(xù)了近24小時(shí)。

在另一項(xiàng)測(cè)試XPL彈性的調(diào)查中，它被傳播到前臂皮膚上。當(dāng)XPL涂抹的皮膚通過(guò)吸盤擴(kuò)張時(shí)，它的原始形狀比正常皮膚擴(kuò)張的更快。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還調(diào)查了材料防止干性皮膚的水分流失的能力。使用新型XPL約2小時(shí)后，與使用昂貴的商業(yè)保濕劑處理的皮膚相比，處理過(guò)的皮膚的水分損失相對(duì)較少。在皮膚上用凡士林處理2小時(shí)后與應(yīng)用XPL的效果幾乎一樣。然而，24小時(shí)后，觀察到用XPL處理的皮膚保留更多的水。研究參與者沒(méi)有由于XPL的應(yīng)用而引起的任何不良反應(yīng)。

沒(méi)有參與研究的哈佛醫(yī)學(xué)院的皮膚科醫(yī)師和導(dǎo)師Thahn Nga Tran表示：“我認(rèn)為XPL在化妝品和非化妝品兩個(gè)方向的應(yīng)用都具有很大的潛力，如果加入抗微生物劑或藥物，那它的應(yīng)用前景會(huì)更可觀。”

(關(guān)鍵字：聚合物 交聯(lián)聚合物)