close

點擊藍字關注我們


根據世界衛生組織的不完全統計，全世界每年估計有18萬人死於燒傷。3級燒傷是一種並非完全靜態的傷害。由熱損傷引起的蛋白質變性導致燒傷早期組織丟失，有毒炎症介質很快就會激活產生氧自由基，直接加重燒傷傷口壞死。壞死區域也會影響從正常組織到壞死組織的轉化，導致更大的受損區域。此外，由於高代謝，燒傷患者的免疫力降低，感染風險增加，這導致燒傷傷口進一步感染和惡化。燒傷患者的主要臨床特徵是大量滲出物、促持續炎症、劇烈疼痛和瘙癢、自由基生成、潰瘍、周圍神經病變和體重減輕。臨床上治療燒傷的主要方式是植皮，但是不能全面解決燒傷症狀。此外，由於臨床敷料功能單一，不能滿足當前多樣化的傷口需求。因此，燒傷傷口的治療仍然是再生醫學所面臨的難題。

北京科技大學溫永強教授、杜宏武教授與北京大學人民醫院張培訓教授等人通過動態交聯DNA單元、聚丙烯酰胺和L-抗壞血酸2-磷酸鹽（L-A2P）形成緻密氫鍵，可以方便地獲得多功能DNA水凝膠體系，如圖1所示。DNA水凝膠系統中摻雜了冰片，可緩解疼痛和瘙癢。獲得的DNA水凝膠為幹細胞的生長和發育提供了類似於細胞外基質結構，可以調節細胞增殖，維持細胞活力，並在合適的環境中實現完美釋放。並且，藥理學傷口敷料外殼具有優異的機械性能、組織粘附性和抗菌性能。除此之外，多功能DNA水凝膠集成系統可以促進巨噬細胞轉化、血管生成和神經發生。該系統通過神經免疫相互作用調節病理性疼痛和瘙癢。此外，該系統激活PI3K-Akt信號通路，有助於增強和促進組織再生。因此，先進的DNA水凝膠集成系統開啟了燒傷創面有效綜合治療的級聯模式，有助於進一步推動臨床轉化機制的深入研究。該研究以題為「Multifunctional DNA Hydrogel Enhances Stemness of Adipose-Derived Stem Cells to Activate Immune Pathways for Guidance Burn Wound Regeneration」發表在《Advanced Functional Materials》上。


圖1.水凝膠的製備、藥理外殼製備、促進燒傷傷口癒合機理示意圖。

作者建立了3級燒傷傷口模型，觀察燒傷膏、M-pH-L-DNA gels/b、M-pH-L-DNA gels-A/b的傷口癒合情況。在0到18天對小鼠的傷口進行攝影監測。燒傷膏組在前幾天表現出癒合趨勢，但是由於本身沒有抗菌性導致再次染菌引發潰爛。治療18天後，第4組傷口基本完全癒合，然而，其他組的傷口沒有完全閉合。這是由於水凝膠敷料提供了吸收大量組織液性能、本身固有抗菌性和負載的幹細胞，為傷口癒合提供了完美的環境。與其他組相比，第4組主要以遷移的方式癒合。


圖2.燒傷傷口癒合示意圖。

皮膚主要包括表皮和真皮，表層包括角質形成細胞，其增殖始於基底層並可支持皮膚穩態。真皮主要由成纖維細胞組成。傷口癒合的速度與完整性和協調性密切相關。因此，引導傷口再生所需的多功能敷料應考慮這些成分的作用。為了進一步探索多功能敷料如何加速傷口癒合，作者將材料與不同細胞，例如角質形成細胞（JB6，來自mic表皮）、成纖維細胞（L929，來自正常皮下乳和脂肪組織）、人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）、RAW 264.7、和神經細胞（RSC），共培養後進行基因測序。如圖3所示，材料能夠激活激活PI3K-Akt信號通路，促進組織再生。


圖3.水凝膠敷料傷口癒合機理圖。

總結：作者成功開發了一種多功能DNA水凝膠，以促進燒傷傷口癒合和再生。DNA水凝膠整合系統敷料為幹細胞增殖、生長和分化提供了類似於體內細胞外基質的溫床載體。細胞學、組織學和轉錄組學分析表明，DNA水凝膠整合系統具有促進傷口癒合、血管再生和神經再生的特徵。另外，DNA水凝膠整合系統敷料可以激活PI3K-Akt信號通路，進一步增強組織再生。為再生醫學深入研究提供了基礎保障。

感謝國家自然基金委和北京科技大學基金支持。

原文鏈接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202207466

相關進展

浙大邵昉偉課題組《ACS AMI》：樹枝狀DNA自組裝合成水凝膠 - 應用於3D培養體系

加拿大滑鐵盧大學Angew. Chem. ：基於DNA無修飾策略構建功能化水凝膠

上海交通大學夏小霞教授、錢志剛副研究員Biomac：可控纖維化增強的基因工程橡膠狀蛋白質水凝膠

免責聲明：部分資料來源於網絡，轉載的目的在於傳遞更多信息及分享，並不意味着贊同其觀點或證實其真實性，也不構成其他建議。僅提供交流平台，不為其版權負責。如涉及侵權，請聯繫我們及時修改或刪除。郵箱：chen@chemshow.cn

掃二維碼｜關注我們

微信號 :Chem-MSE



誠邀投稿


歡迎專家學者提供化學化工、材料科學與工程產學研方面的稿件至chen@chemshow.cn，並請註明詳細聯繫信息。化學與材料科學®會及時選用推送。

arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 鑽石舞台 的頭像
    鑽石舞台

    鑽石舞台

    鑽石舞台 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()