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专注柔性电子材料,柔电云科正在为面膜材质革新提供更多可能

2019-06-06 09:50
动脉网
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今年4月,由柔电云科主任科学家胡雪丰博士领衔的研究团队在生物材料领域的世界一流杂志《Acta Biomaterialia》与《Journal of Materials Chemistry B》(封面文章)上发表了最新的研究成果,他们首创了基于柔性电子材料的电刺激用于促进慢性伤口治疗技术,此事引发行业普遍关注。实际上,这是继两年前电子皮肤产品登陆CES官网封面后,柔电云科的又一次高调亮相。

文章中,胡雪丰团队对常见的伤口敷料水凝胶进行了特殊处理,从而解决了水凝胶在弱碱性生理环境中导电率降低的问题。体外划痕试验和动物体内测定结果显示,经特殊处理的水凝胶能够预防细菌粘附和蛋白质吸收,这有助于减少伤口在更换敷料期间感染和二次损伤的可能性,性能优于商业Hydrosorb敷料。

电刺激修复慢性伤口

实际上,这次发表的两篇文章只是胡雪丰团队多年研究的阶段性成果。而研究的部分前期成果,正在进行产业转化,即将实现量产。

胡雪丰博士是新加坡国立大学化学于生物分子专业博士,围绕新型生物材料与医疗器械领域做了大量研究。胡雪丰博士告诉动脉新医药,他在研究中发现,当微电流可以显著提高抗生素对细菌生物被膜的杀灭效果。这个发现让他很兴奋,因为一旦细菌紧密排列生长,并分泌胞外基质形成包被,导致安全浓度的抗生素无法穿透被膜,杀死细菌。电场的作用推动抗生素穿透细菌包被,直达里层菌群。

2016年,胡雪丰博士被四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心正式引进,成为青年骨干教授。彼时,他的本科同学杨泽宇已经注册了自己的公司,从事柔性电子产品解决方案研究。双方在基于柔性电子技术进行电刺激以及透皮给药的应用进行了深入探讨随后,胡雪丰博士加入这家名为柔电云科的公司,成为主任科学家。

胡雪丰和杨泽宇设想中柔性电子材料电刺激促进组织修复的第一个应用场景就是慢性伤口修复。临床上,慢性伤口通常指由各种原因形成创面,接受超过1个月治疗未能愈合,并无愈合倾向的伤口。糖尿病患者、需要长期卧床者是慢性伤口的高发人群。目前,临床上尚无有效的治疗方式,伤口长期暴露在外大概率会诱发感染,严重时将危及生命。

柔电云科运用导电材料制作慢性伤口敷料,以微电流刺激伤口处细胞的生长与分化,从而促进伤口愈合,“这种治疗方式操作简便、副作用少,在研究阶段就得到了国内很多慢性创伤专家的认可。”

胡雪丰博士在国家中心的实验室

柔电云科很快开始了动物实验。几经曲折,柔电云科通过动物实验取得了理想的数据,并据此发表本文开头的两篇文章。胡雪丰博士告诉动脉新医药,柔电云科已经完成导电敷料的人体临床试验设计,预计将在两年内申报三类医疗器械产品注册证,首批适用场景为糖尿病足。

消费级转化变革面膜材质

本次同行的柔电云科首席运营官郭仪告诉我,由于已经预计到医疗器械研发周期长,他们同步开发的消费级应用产品已经陆续进行商业化,其中包括2017年立项研发的柔性电子材料透皮给药技术。

柔性透皮给药核心材料是柔电云科自主研发的电子皮肤技术以及导入算法,可对皮肤进行无创口微电流药物导入,其在消费领域最主要的应用场景是提供制作面膜的原材料。

据胡雪丰博士介绍,柔电云科的电子皮肤的杨氏模量与人体皮肤完全一致(注:杨氏模量是表征材料软硬度的量化指标),“我们在全球范围内第一次把一种金属的杨氏模量做到与人体皮肤一致。”虽然柔性电子技术已经在半导体材料中多有应用,但是让柔性导电材料具有可反复扭曲折叠和拉伸的特性。

在郭仪看来,首创殊荣来之不易。由于市场上没有现存的参考体系,柔电云科在前期研发中通过自主设计算法,经过上千次实验才确定算法,在产品效果和用户体验之间找到稳定的平衡点,“从产品确定思路到进入动物实验再到产品样机,我们用了两年时间。”

动物实验和人体试验都在华西医院的部级化妆品检验平台进行。实验中,胡雪丰带领团队先后将亲水性的大分子玻尿酸溶液涂抹在剃过毛的大鼠和兔子表皮,覆盖面膜后通电。电场持续一段时间后,研究人员取下受试动物皮肤组织切片,测试玻尿酸触达的皮肤深度。

经过多次尝试,胡雪丰团队检测到玻尿酸可以透过表皮层下1毫米多,进入血管密集分布的真皮层。由于大分子亲水性药物无法被送入皮肤是目前透皮给药面临的最大瓶颈,“这意味着我们解决了透皮给药中最困难的部分。”回想起取得动物试验数据的瞬间,胡雪丰依然非常兴奋。

随后,柔电云科开始启动了友好用户试用。实际上,从动物实验到人体试用,调整产品设计细节的工作量仍然庞大。比如人体试验所使用电子皮肤的面积比动物实验更大,需要重新各种参数的调整,同时还需要对下游的生产工艺做出更新等。

这个过程持续了1年半,直到在华西医院的卫生部化妆品检验平台里进行的专业测试结果显示,与普通面膜相比,受试者使用柔电云科的电子皮肤导入后皮肤含水量高出3倍,水分流失速率降低30%,数据被验证让团队备受鼓舞。

高端贴片面膜市场亟待革新

实验数据出来后,郭仪变得比以前更忙碌。几个月来,他不间断地见了数家合作伙伴,柔电云科电子皮肤已经将触角伸向了日本。

面膜作为美容保养品的一种载体,是少数以国产品牌为主导的化妆品种类。近年来,以日韩为先导、国内自主品牌为主体的亚洲面膜市场已经占据全球面膜市场超过七成的市场份额。

据估算,国内面膜市场规模接近400亿元。面膜有多重类型,包括贴片式、水洗式、睡眠免洗式、撕拉式、旅行压缩式等不同载体,国内贴片式面膜市场占有率过七成,其中以补水保湿为首要功能的贴片式面膜市场份额超过五成。柔电云科并不希望成为一家面膜厂商,而是希望与品牌方合作,将其作为促进各种有效精华进入皮下发挥作用的核心辅助。

消费升级的背景下,面膜品牌商往往希望引入技术元素摆脱同质化竞争,而柔电云科经过科学量化检验的电子皮肤无疑是一个理想的选择。“我们选择与品牌商合作,以电子皮肤为底层材料,由品牌商提供精华液等护肤材料,并直接推向市场。”

郭仪告诉我,品牌商了解柔电云科电子皮肤的作用原理后,纷纷表示了合作意愿。“预计到2019年第三季度,搭载了柔电云科电子皮肤的面膜产品将陆续进入市场。”郭仪相信,电子皮肤面膜将很快突破市场,带来巨量求量。

目前,柔电云科在成都市高新区建立了生产场地,共有20余名主要从事研发和生产工艺的全职员工。由于潜在客户预定数量巨大,公司已经在设计厂房扩大产能。

更多转化成果在路上

拜访临近结束时,郭仪强调,尽管柔电云科现阶段将面膜作为电子皮肤的应用重点,他们已经持续多年的技术成果转化工作不会停下来,更多的转化成果将陆续面市,包括可用于玩具无人机控制和VR交互的动作捕捉手套等电子皮肤应用,用于电刺激减缓疼痛及理疗康复,用于检测人体压力分布的柔性传感技术,已经与华西医院启动了研发合作关系。

基于前期的科研和转化合作,柔电云科得以成为生物材料国家中心的一个重要成果转化中心。胡雪丰博士告诉我,中心作为国内第一个国家级的生物材料工程中心,研发实力位列全球软科学第24位、国内第2位,国家中心的多名专家受邀成为国家药监局医疗器械评审顾问专家。此外,国家中心下设四川省医疗器械检验中心,是国内3家结果被全球公认的全套生物安全性检验的检测中心之一。

郭仪告诉我,通过不断的技术成果转化,柔电云科希望能够成为电子皮肤领域的核心部件供应商。据了解,在成立早期,柔电云科曾获得合力资本千万级的天使轮融资,并将首个柔性心电监测产品的研发,并于2018年通过与国内知名医疗器械企业合作,将产品推向市场。

“每一个新产品上市,都会让我们对成果转化这件事更有信心。”郭仪如此感叹。

此外,为了提高即将面市的电子皮肤产能,将透皮给药技术应用到医疗器械,柔电云科已经启动A轮融资。

文 | 王世薇

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