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两大科研团队合作Science Advances：可喷雾仿生双层敷料，创新实现大面积伤口无疤痕愈合

花匠小妙招
2024-11-20 13:35

喷雾仿生双层敷料（ Biomimetic Double wound Mask，BDM ）能够分级愈合实现无疤痕伤口愈合，在医疗护理技术领域具有巨大的应用潜力和价值。BDM可实现无疤痕伤口愈合的必要条件是快速分层，形成一个止血、湿润和无菌以及血管生成的微环境，目前的可喷雾水凝胶伤口敷料具有一定的优势，但缺乏对大面积伤口的逐步护理、清洁和滋养,导致愈合延迟并形成疤痕。

基于此，香港理工大学医美研究团队与苏州大学医学院团队强强联手研发了一种具有可快速自动分层，分级愈合，实现无疤痕伤口愈合的可喷雾仿生双层敷料。香港理工大学杭州技术创新研究院数智医美研究中心主任赵昕教授联合副主任杨雨禾博士在《Science Advances》上以“Sprayable biomimetic double mask with rapid autophasing and hierarchical programming for scarless wound healing”为题发表了该项研究成果。香港理工大学与其深圳研究院郑子健教授、索迪、徐天鹏、赵帅、徐晓晓、北浩潘，香港大学李嘉诚医学院黄家元，香港理工大学-杭州智能医美研究中心李启斌、苏州大学李斌教授参与了该项目的研发工作。

人体皮肤的自然结构在角质表皮层下具有潮湿的真皮层，是组织工程的混凝土基础。保护性表皮调节水分蒸发和氧气渗透，同时屏蔽外部污染物入侵（例如细菌和灰尘）。真皮逐步释放凝血因子（例如钙离子）以快速止血，并产生再生生物分子（例如一氧化氮（NO））以滋养伤口愈合。受自然皮肤结构和功能的启发，研发人员设计了一种可喷雾仿生双层敷料（BDM），可以快速分层和分级护理，实现伤口的无疤痕愈合（图 1）。BDM是可光交联的，由两个不同的层组成：底层是掺入钙离子（Ca²⁺）的亲水性明胶甲基丙烯酰（GelMA）水凝胶，顶层是掺入三氯生（TCS）的疏水性聚（丙交酯-共丙烯乙二醇-共丙交酯）二甲基丙烯酸酯（PLD）聚合物。由于GelMA的组织粘附以及GelMA和PLD的弹性，BDM可以牢固地粘附伤口部位，并适应关节运动（图1），同时保持湿润、透气的和无菌微环境，并分级动态愈合级联。Ca²⁺是一种天然存在于人体中的内源性离子，通过激活各种凝血因子来调节止血过程，在血液凝血级联反应中发挥关键作用。此外，TCS因其广谱抗菌特性、出色的生物相容性和疏水性有助于其整合到疏水性PLD层中。混合后，两相可以通过自发水/油分离迅速自相成双层结构。与顺序喷雾相比，这种预混合和自定相工艺不仅促进更加友好的应用，而且还确保在所有喷雾的位置均匀分布，以实现顶部PLD层对GelMA层的一致覆盖整个伤口。

图1 快速分层和分级愈合无菌环境和血管生成营养可以通过抑制炎症性TNF-α通路，以增加的M2巨噬细胞极化促进从炎症性过渡到增殖性表型，同时激活和协调cGMP/PPG-WNT/Ca2+信号通路到促进血管重建和无疤痕伤口愈合。BDM的治疗性伤口愈合功效，与人类皮肤更相似，不仅促进内皮细胞结构的形成，而且还促进了功能性灌注血管网络的发育，这对伤口的成功愈合至关重要。

图2 .全层猪皮肤伤口愈合模型由烧伤清创、手术切口和外伤性损伤引起的大面积皮肤创伤是最危险的皮肤创伤形式，对患者的生存构成了真正的威胁。广泛和不规则的伤口区域，伴随着严重出血和对感染的高度易感性，如无法控制则可导致愈合级联严重中断，最终导致愈合进展受损和不可避免的疤痕形成。相对原位形成的可喷雾水凝胶，BDM仿生双层敷料具有快速应用能力和简单的实施过程，展示了快速止血、维持湿润、透气和无菌环境以及滋养血管生成的愈合途径。从临床角度来看，BDM所有成分仅由人体固有的内源性元素组成，没有活细胞或组织，从而规避了临床应用的潜在道德风险，并且可以通过简单的混合轻松使用，无需复杂的化学干预。这对时间敏感的紧急医疗干预来说具有重要价值，代表了伤口护理技术领域前所未有的进步。总的来说，BDM为大面积伤口患者带来了实质性的好处，具有重要的转化意义和卓越的应用潜力。来源：高分子科学前沿