《Biomaterials》:一種新型快速促進創口癒合的生物材料!

編輯推薦:本文以乙二醇-殼聚糖和新型可生物降解的席夫鹼交聯劑雙功能聚氨酯(DF-PU)為原料,製備了功能性、抗菌性的水凝膠和凍膠生物材料。生物材料、幹細胞和針灸聯合治療的策略揭示了加速組織再生的新途徑。

意外創傷、腫瘤手術和糖尿病引起的慢性創傷是嚴重的臨床問題。慢性傷口由於血液迴圈不暢,導致氧氣和營養供應不足,成纖維細胞增殖能力低下,膠原生成減少,難以癒合。此外,活化巨噬細胞的浸潤可以延長炎症環境下慢性傷口的炎症時間,產生IL-1β和TNF-α等促炎細胞因子。此外,動物、糖尿病患者或慢性創傷患者的間充質幹細胞(MSCs)均有缺陷和。健康的功能性間充質幹細胞可以克服這一缺陷,實現慢性創面的癒合。

國立臺灣大學Tsung-Kai Wen等人提出了一種基於冷凍凝膠/水凝膠傷口敷料、ADAS和針灸,聯合治療大鼠糖尿病面板模型慢性傷口癒合的方法,並從免疫調節、組織學和生理學的角度探討聯合治療對慢性傷口的潛在協同效應。相關論文以題為“Cryogel/hydrogel biomaterials and acupuncture combined to promote diabetic skin wound healing through immunomodulation”發表在生物材料頂刊Biomaterials上。

論文連結:

https://doi。org/10。1016/j。biomaterials。2020。120608

《Biomaterials》:一種新型快速促進創口癒合的生物材料!

研究表明,冷凍凝膠/水凝膠生物材料應用於糖尿病面板傷口,透過增加M2巨噬細胞的數量比例,證實了滲出物吸收、抗菌活性和免疫調節的功能作用。應用ADAS種子生物材料配合針灸可提高動物體表溫度,促進創面癒合。透過ADAS植入的生物材料促進大量真皮的再生、血管生成和顆粒組織的形成,促進創面癒合。基於這些結果,幹細胞、生物材料和針灸的聯合治療為慢性傷口再生提供了一種有前景的治療策略。

水分散體中的DF-PU交聯劑透過綠色的合成步驟合成(圖1A)。DF-PU的平均流體力學直徑(Dh)為44。3±7nm。DF-PU的表面zeta電位(ζ)為-50。91±0。9mv。這些資料表明DF-PU在水中穩定懸浮。凝膠滲透色譜法測得DF-PU的分子量(mw)約為40kda,多分散指數(PDI)為1。72。將水溶性乙二醇殼聚糖與DF-PU,在室溫下混合以形成水凝膠並且在-20℃下冷凍過夜以形成冷凍凝膠,如圖1B所示。

《Biomaterials》:一種新型快速促進創口癒合的生物材料!

圖1材料的製備和合成工藝。(A)DF-PU交聯劑的化學結構及合成步驟。(B)形成水凝膠和冷凝膠過程的示意圖。

針灸對體表體溫的影響在圖2中進行了評估和展示。在創面癒合的前2天和後4天的增殖期,所有動物的體表溫度均有較大差異。圖2A顯示了動物在不同時間間隔的熱成像。第一天動物全身背側皮瓣針灸前平均溫度約為30。2±0。7℃。2天后,整個背側皮瓣針灸前測得的平均溫度升高到33。0±0。5℃,4天后回落到31。7±0。8℃。同時,術後創面平均溫度為28。3±0。2℃,2天后升高至30。4±0。9℃,4天后維持在30。3±0。8℃。由於全層帶微血管組織的面板被切除,創面及創面周圍溫度較背側皮瓣整體低。

《Biomaterials》:一種新型快速促進創口癒合的生物材料!

圖2這些動物的熱成像。(A)不同天數動物背側溫度的熱影象。比例尺:2釐米。(B)針灸與非針灸動物不同天數的溫差比(TDR %)比較。

動物實驗傷口癒合率結果如圖3所示。傷口周圍穴位的確切位置如圖3A所示。

《Biomaterials》:一種新型快速促進創口癒合的生物材料!

圖3用糖尿病大鼠面板創面模型評價創面的慢性癒合。(A)傷口周圍穴位的位置。(B) 0、2、4、6、8天不同組手術後創面及治療後創面影象。比例尺:1釐米。(C)在指定時間點計算的創面面積。

圖4中恢復的面板切片的組織學顯示治療後真皮和表皮的典型形態。8天后,各治療組面板修復,肉芽組織可見且較厚,如圖4A所示。

《Biomaterials》:一種新型快速促進創口癒合的生物材料!

圖4 8天后對再生創面組織進行組織學檢查。(A)H&E染色和Masson三色染色傷口組織的組織學。紅色箭頭表示未修復傷口的邊界,值表示兩個邊界的距離(間隙距離)。比例尺:1 mm。(B)CD31+細胞免疫組化染色。紅色箭頭表示存在微血管。比例尺:50 m。(C,D)組織切片的定量分析,(C)微血管的平均數量和(D)不同處理傷口獲得的肉芽組織的平均厚度。結果以平均值±標準差表示,n=5。各組間*p

總的來說,本文提出了一種新型冷凍凝膠/水凝膠生物材料,併成功應用於創面癒合治療。該研究為慢性傷口再生提供了一種極具前景的治療方法。(文:8 Mile)

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