- 質構分析儀（TA- 質構分析儀（TA-XTC-20）：口腔貼片研究的關鍵助力
- 發布日期：2025-03-20 瀏覽次數：304
一、研究背景
口腔潰瘍（OUs）是常見的口腔黏膜疾病，嚴重影響患者生活質量。目前雖有多種治療OUs的貼片，但在實際應用中存在諸多問題，比如在復雜口腔環境下與傷口的黏附性欠佳，降解產物易變色等。開發理想的口腔貼片成為OUs治療領域的重要挑戰。
在研究新型口腔貼片時，對其物理性能的精確評估十分關鍵。質構分析儀（TA-Xtc - 20，保圣科技，上海）能夠對材料的力學性能進行量化分析，在口腔貼片的研究中具有不可替代的作用。通過它可以深入了解貼片的質地特性，如彈性、硬度等，這些特性不僅影響貼片在口腔中的使用體驗，還與貼片的治療效果密切相關，為優化貼片設計、提高治療效果提供重要依據。
二、實驗方法
（一）樣品準備
合成甲基丙烯酰化結冷膠（MeGG）和聚（N - 丙烯酰基甘氨酸）（PACG），并制備MeGG凝膠、PACG凝膠和Janus貼片。MeGG凝膠的制備是將凍干的MeGG（0.5g，1.5 w/v%）、光引發劑I2959（0.33g，1 w/v%）和去離子水（10mL）混合，在60℃攪拌過夜，加入\(CaCl_{2}\)（0.5%）后倒入模具，紫外光照3min固化。PACG凝膠則是將ACG（1g，20 w/v%）、I2959（0.05g，1 w/v%）溶解于去離子水，加入羥基磷灰石納米顆粒（HAp，0.06g，6 wt%）攪拌均勻，倒入模具，紫外光照30min制成。Janus貼片的制備是先獲得PACG凝膠，在其即將形成凝膠時，倒入MeGG溶液，再進行3min紫外光照。
（二）質構分析儀測試
1. 壓縮測試：將制備好的凝膠樣品制成直徑10mm、高10mm的圓柱體，使用質構分析儀（TA-XTC-20）進行壓縮測試。設定加載速度為\(10mm\cdot min^{-1}\) ，在98%壓縮應變下，測量樣品的壓縮強度等力學參數，以此評估凝膠的抗壓性能。
2. 疲勞抗性測試：在不同的壓縮應變（30%、60%、90%）下，對樣品進行10個循環的疲勞抗性測試。通過質構分析儀記錄每次循環中的力學變化，分析凝膠在反復受力情況下的穩定性和耐久性。
3. 斷裂強度和斷裂伸長率測試：將PACG凝膠和Janus貼片制成20mm×5mm的樣品，利用質構分析儀以\(10mm\cdot min^{-1}\)的速度拉伸，直至樣品斷裂。記錄斷裂時的應力，即斷裂強度；并根據公式計算斷裂伸長率，以此了解材料的拉伸性能和韌性。
4. 黏附強度測試：以濕豬口腔頰膜為模型，模擬口腔環境，使用質構分析儀基于標準的搭接剪切試驗（ASTMF2255）、180度剝離試驗（ASTMF2256）和拉伸試驗（ASTMF2258），測試PACG凝膠的黏膜黏附能力。此外，還使用流變儀的粘性測試模式，測量凝膠從探頭分離所需的粘附力，進一步量化其黏附性能。
三、實驗結果
（一）凝膠力學性能
1. 壓縮測試：通過質構分析儀的壓縮測試發現，Janus貼片具有合適的壓縮強度，在90%壓縮應變下，抗壓強度為121.9KPa 。這表明Janus貼片能夠承受一定的壓力，在口腔環境中不易被輕易壓變形，保證了其在使用過程中的穩定性，有助于維持對口腔潰瘍的覆蓋和保護作用。
2. 疲勞抗性測試：PACG凝膠在10個循環的疲勞抗性測試中表現良好，說明其具有較好的抗疲勞性能。在口腔中，貼片會受到咀嚼、吞咽等動作帶來的反復應力，良好的抗疲勞性能確保了貼片在多次受力后仍能保持其結構和功能的完整性，延長了貼片的有效使用時間。
3. 斷裂強度和斷裂伸長率測試：與商業貼片相比，Janus貼片具有適當的斷裂強度和伸長率。這一特性使得Janus貼片在粘貼于口腔潰瘍處時，既能保持一定的強度，不易被口腔動作扯斷，又具有一定的柔韌性，能夠適應口腔黏膜的運動，提高患者的舒適度。
（二）黏附性能
1. 多種測試結果：通過搭接剪切試驗、拉伸試驗和剝離試驗等多種測試方法，質構分析儀精確測量出PACG凝膠的黏附強度。例如，搭接剪切試驗中獲得的黏附強度幾乎是拉伸和剝離試驗的兩倍，平均功達到\(35J m^{-2}\) 。這充分展示了PACG凝膠良好的黏附性能，使其能夠牢固地附著在口腔黏膜上，減少因口腔動作導致的脫落，為藥物的持續作用提供保障。
2. 與商業產品對比：與商業口腔貼片（如Propolis oral film® ，C - film）相比，PACG凝膠的脫粘應力為0.87±0.04kPa ，是C - film（0.36±0.04kPa）的兩倍多。在對大鼠口腔黏膜的黏附測試中，Janus貼片的殘留時間明顯長于商業產品，4小時后只有Janus貼片仍緊密附著在潰瘍處。這表明質構分析儀檢測出的黏附強度差異，直接反映了Janus貼片在實際使用中的優勢，有助于提高治療效果。
（三）綜合分析
質構分析儀（TA-XTC-20）在研究用于治療口腔潰瘍的Janus貼片過程中，發揮了關鍵作用。它通過精確測量凝膠和貼片的力學性能和黏附性能，為評估Janus貼片的質量和治療效果提供了量化的數據支持。這些數據有助于研究人員深入了解Janus貼片的性能特點，明確其在口腔環境中的適用性，為進一步優化貼片設計、開發更有效的口腔潰瘍治療產品奠定了堅實基礎，充分體現了質構分析儀在口腔貼片研究領域的重要性。
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