2024-05-16 09:39 来源:本站编辑
由生物工程师王爱军(Aijun Wang)领导的加州大学戴维斯分校(UC Davis)研究小组设计并测试了一种名为支架的支撑结构,它可以帮助大面积的深度烧伤伤口更快愈合。有希望的新治疗方法被发现可以促进新血管的形成,减少与开放性烧伤伤口相关的并发症。它还可能减少对全身严重烧伤患者植皮的需要。
支架由工程生物材料制成,为新组织的形成提供支持。正常的皮肤组织包含皮肤细胞和细胞外基质,细胞外基质含有蛋白质和小分子,有助于修复和滋养组织。这些细胞和细胞外基质成分在大面积深烧伤创面处丢失。
Wang和他的团队设计了一种支架,它被一种叫做LXW7的特殊分子修饰,这种分子专门与内皮细胞相互作用,帮助伤口愈合。
内皮细胞在人体的体内平衡和再生中起着至关重要的作用。它们有助于伤口愈合过程中的血管形成,并调节物质在全身的运动,”外科和生物医学工程教授王说。他还是加州大学戴维斯分校外科学系转化研究、创新和创业副主任,并共同指导外科生物工程中心,领导Wang实验室。
“在加州大学戴维斯分校,我们开发了LXW7分子,可以特异性地与内皮细胞相互作用,帮助它们附着、迁移和存活。常用支架缺乏与内皮细胞的特异性结合位点。当LXW7分子被添加到支架中时,它们为内皮细胞结合提供了一个抓地力,这允许细胞和它们的支持结构(称为细胞外基质)之间更好的相互作用,”王解释说。
在他们发表在《药理学前沿》上的研究中,研究小组表明,这种工程支架可以加速小鼠伤口愈合,降低烧伤并发症的风险,如体液流失和感染。
这项研究还表明,这种工程化的新支架可以减少甚至消除自体移植的需要——将患者的皮肤从身体的一个部位移植到烧伤部位。有了这种新的支架,自体移植并发症的风险更小,特别是对于那些可以用于手术的皮肤很少的患者。
大面积深烧伤创面具有独特而复杂的愈合过程。
深度烧伤会导致血管受损和皮肤组织丢失。由于大量的组织丢失,这些伤口遭受液体和热损失,较高的感染率,自体移植前伤口床准备时间延长,以及皮肤自体移植的需求增加。这些并发症可能导致疼痛的疤痕形成,并增加衰弱性挛缩的风险。挛缩是一种影响肌肉、关节和肌腱的皮肤收紧状况,需要长期的物理治疗。
创面血管网的重建具有重要意义。血管对于输送细胞增殖、迁移和组织再生所需的氧气和营养至关重要。因此,血管重建是组织再生的关键。
“血管对于生成新组织非常重要。没有良好的血液供应和足够的营养,细胞就不能再生,伤口就需要更长的时间才能愈合。”
研究小组想要找出哪种类型的支架能最好地促进新血管的形成——这一过程被称为血管生成。他们使用了一种市售的胶原基支架,在小鼠的大深度烧伤模型上测试了四种不同类型的支架。
生物材料类型有:
研究小组将这种支架应用于深度皮肤烧伤伤口。分别于治疗后第1、7、14、21、28、35天拍照测量创面愈合情况。
伤口愈合过程包括四个重叠的阶段:体内平衡、炎症、增殖和重塑。研究表明,内皮细胞负载的联合处理在增殖期具有更高的伤口愈合率。在第35天,它加速了伤口愈合速度、再上皮化、血管形成和胶原沉积等关键过程。
联合治疗不仅使种子内皮细胞存活,而且加速了机体内皮细胞的募集。它有潜力通过建立更好质量的创面基础和促进伤口愈合来治疗大面积深度烧伤。”王说。
该研究的主要作者是来自加州大学戴维斯分校的宋恒岳和高可娃。其他合著者包括加州大学戴维斯分校的Hao Dake、Andrew Li、Liu Ruiwu、Bryan Anggito、Boyan Yin、Qianyu Jin、Vanessa Dartora、Kit S. Lam、Lucas R. Smith、Alyssa Panitch和Diana L. Farmer,以及中南大学湘雅第三医院的周建达。宋、高、郝、法默和王是加州北部Shriners儿童医院的成员。
这项工作得到了Shriners儿童医院发展研究奖(87200-NCA-19)、博士后研究奖学金(84704-NCA-19)、加州大学烟草相关疾病研究计划(TRDRP)高影响试点奖(T31IP1530)和加州再生医学研究所(CIRM)资助(TRAN3-13332)的部分支持。
文章标题:装载内皮细胞的工程多功能、促血管生成的胶原基支架促进大面积深度烧伤创面愈合。