皮膚傷口愈合,是一個精確而復(fù)雜的過程,包括炎癥,肉芽組織形成,基質(zhì)重塑和上皮再形成。皮膚創(chuàng)傷,尤其是那些因受傷或疾病而嚴(yán)重受損的皮膚傷口,因無法立即自行修復(fù),愈合不良可能會導(dǎo)致功能損失甚至死亡。為了改善傷口愈合,傷口敷料對于修復(fù)皮膚和重建皮膚功能至關(guān)重要。目前,水凝膠傷口敷料因其具有其獨(dú)特的優(yōu)勢備受人們的青睞。水凝膠敷料不僅可以保持相對濕潤的傷口環(huán)境,吸收多余的組織滲出物并保持良好的O2滲透性,而且可以很容易地被移除而避免造成二次皮膚創(chuàng)傷。另外,水凝膠敷料能夠冷卻傷口表面,從而減輕患者的痛苦。然而,盡管如此,大多數(shù)水凝膠敷料僅僅專注于提高組織的再水化和最大程度地減少傷口部位感染,卻很少主動調(diào)節(jié)內(nèi)源性細(xì)胞的行為以促進(jìn)傷口愈合,從而導(dǎo)致傷口的被動修復(fù)。這種傷口愈合過程的不受控調(diào)節(jié)可能會干擾多種生物學(xué)途徑和炎癥反應(yīng),最終導(dǎo)致傷口修復(fù)失敗。此外,皮膚是電刺激敏感的組織之一。大量研究報道電刺激(Electrical stimulation, ES)可以主動調(diào)節(jié)細(xì)胞行為,如指導(dǎo)皮膚細(xì)胞的粘附,增殖,遷移和分化等,從而提高細(xì)胞的再生活性,促進(jìn)皮膚傷口愈合和組織再生。然而,大部分水凝膠傷口敷料不具有電活性,因此在愈合過程中無法響應(yīng)生理電信號或傷口部位的外部電場刺激。因此,為了克服常規(guī)水凝膠敷料的被動傷口愈合的缺點(diǎn)并充分利用ES的優(yōu)勢,迫切需要開發(fā)一種能夠響應(yīng)并耦合電刺激的新型功能性電活性水凝膠敷料以促進(jìn)皮膚傷口愈合。
鑒于此,華中科技大學(xué)楊光教授團(tuán)隊(duì)報道了一種可降解的、電活性水凝膠,并將其與電刺激耦合用于皮膚傷口的修復(fù)。相關(guān)研究以“Biodegradable and Electroactive Regenerated Bacterial Cellulose/MXene (Ti3C2Tx) Composite Hydrogel as Wound Dressing for Accelerating Skin Wound Healing under Electrical Stimulation”為題,發(fā)表在Advanced Healthcare Materials 上,DOI: 10. 1002/adhm.202000872。
本文亮點(diǎn):
1. 該再生細(xì)菌纖維素/MXene水凝膠(rBC/MXene)保持了rBC水凝膠的優(yōu)異特性,具有高吸水能力,良好的生物降解性和柔韌性。
2. MXene的摻入賦予了rBC/MXene復(fù)合水凝膠卓越的機(jī)械性能,熱穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)電性以及生物相容性。
3. 該多功能rBC/MXene復(fù)合水凝膠在大鼠全皮層創(chuàng)面模型中顯示了出色的促進(jìn)傷口愈合性能。
4. 在與外部電刺激的耦合作用下,該可生物降解的電活性rBC/MXene復(fù)合水凝膠敷料能夠積極地調(diào)節(jié)細(xì)胞的行為,顯著地提高NIH3T3細(xì)胞的再生活力,進(jìn)而更加有效地加速傷口愈合過程。因此,開發(fā)的這種可生物降解和電活性的rBC/MXene水凝膠在傷口敷料方面具有巨大的應(yīng)用潛力,同時,本研究通過將電活性水凝膠敷料與電刺激耦合,為加速傷口修復(fù)過程提供了有效的協(xié)同治療策略。
該論文的第一作者為華中科技大學(xué)博士生毛琳, 通訊作者為華中科技大學(xué)楊光教授和石志軍博士。 華中科技大學(xué)為第一作者單位。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等資助。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.202000872
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