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用于有效伤口愈合的新型纳米纤维敷料

工程技术用于有效伤口愈合的新型纳米纤维敷料

最近的研究开发了新的伤口敷料,可加速伤口愈合并改善组织再生。

科学家们在 1970 年代后期发现了伤口愈合的一个非常重要的方面,当时对该过程的理解还处于非常早期的阶段。 可以看出,任何在怀孕七个月之前发生在婴儿身上的伤口都不会留下疤痕,而且在胎儿的早期发育中疤痕愈合速度也很快。 这促使研究人员尝试重建或复制胎儿皮肤的这些独特特性,这些特性可用于再生医学。 众所周知,胎儿皮肤含有非常高水平的一种叫做纤连蛋白的蛋白质。 这种蛋白质纤连蛋白通常组装成细胞外基质,这反过来又有助于或促进细胞结合和粘附。 独特的是,这种特性是胎儿皮肤独有的,在成人细胞中没有。 为了进一步阐述这一特性,纤连蛋白具有球状和纤维状两种独特的结构。 在血液中发现了球状结构,即一种球形,而身体中的组织是纤维状的。 纤连蛋白一直被视为潜在的良好候选者 伤口愈合 但到目前为止,制造纤维状纤连蛋白仍然是一个挑战。在最近发表的双重研究中,研究人员提供了对两种不同类型的 纳米纤维 使用植物和动物中天然存在的蛋白质的敷料。 这些敷料被吹捧为在愈合和重新生长伤口组织方面非常有效。 这些当前的研究开创了创造和开发用于伤口愈合的纳米纤维的可能性。 作者的整个想法是创造敷料,目的是开发治疗伤口的方法,尤其是在战争期间造成的伤口。 此类伤口的愈合是一个痛苦的过程,目前可用的伤口治疗方法未能充分发挥作用。

在发表的第一项研究中 生物材料,来自哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 和 Wyss 生物启发工程研究所的研究人员在内部开发的名为旋转喷射纺丝 (RJS) 的平台上制造了纤维状纤连蛋白1. 他们描述了一个 伤口敷料 通过使用胎儿组织。 两步过程很简单,首先将液态聚合物溶液(这里是溶解在溶剂中的球状纤连蛋白)装入储液器,并在机器旋转时通过离心力将其推入一个微小的开口中。 当该溶液离开水库时,溶剂蒸发并且聚合物固化。 这种强大的离心力将球状纤连蛋白展开成细小的细纤维(直径小于一微米)。 这些纤维可以收集起来的伤口敷料或绷带。 动物试验表明,用这种新型纤连蛋白敷料处理的伤口仅在 2 天内显示出 84% 的皮肤组织恢复,而正常敷料则恢复了 20%。这种敷料的工作原理得到了很好的解释。 敷料整合到伤口中,就像一个有指导意义的支架,然后允许不同的干细胞进行必要的再生,并协助伤口组织的愈合过程。 该材料最终被身体吸收。 用这种纤连蛋白敷料治疗的伤口具有非常正常的表皮厚度和真皮结构。 甚至伤口愈合后的头发也重新长出来了。 这是一项重大成就,因为头发再生一直是伤口愈合领域的主要挑战之一。 与皮肤再生的标准过程相比,该过程仅使用一种材料的能力即可有效修复组织并再生毛囊。 显然,这种方法对于将研究转化为实际应用具有显着优势。 这些纤连蛋白敷料适用于小伤口,尤其是面部和手部的小伤口,这对于防止留下任何疤痕很重要。

在他们发表的第二项研究中 先进的医疗保健材料,研究人员开发了一种基于大豆的纳米纤维,可促进伤口愈合2. 大豆蛋白首先含有雌激素样分子(已证明可加速伤口愈合),其次含有有助于构建和支持体内人体细胞的生物活性分子。 这些分子类型通常用于生殖医学。 非常有趣的是,每当女性体内的雌激素水平较高时,她们的伤口或瘀伤就会愈合得更快。 这就是孕妇愈合得更快的原因,因为她们有如此高的雌激素。 这也是子宫内未出生的婴儿由于存在高水平雌激素而表现出无疤痕伤口愈合的原因。 研究人员使用相同的 RJS 将超细大豆纤维纺成伤口敷料。 这些实验还表明,伤口上的大豆和纤维素基敷料显示出 72% 的增加和改善的愈合,而没有这种大豆蛋白敷料的伤口只有 21%,这使它们非常有希望。 这些敷料价格低廉,因此最适合大规模使用,例如烧伤患者。 这种具有成本效益的支架被认为是一种启示,具有巨大的再生潜力,特别是对于民兵,纳米纤维技术保护下的敷料。哈佛技术发展办公室保护了与这些项目相关的知识产权,并正在探索商业化机会。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

1. Chantre CO 等人。 2018. 生产规模的纤连蛋白纳米纤维促进皮肤小鼠模型中的伤口闭合和组织修复。 生物材料. 166(96)。 https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006

2. Ahn S 等人。 2018. 大豆蛋白/纤维素纳米纤维支架模拟皮肤细胞外基质以增强伤口愈合。 先进的医疗保健材料https://doi.org/10.1002/adhm.201701175

赛欧团队
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