近日，諾丁漢大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一類新的聚合物，可以作為涂層應(yīng)用于傷口敷料，以幫助治療難以愈合的糖尿病傷口。這項研究結(jié)果已發(fā)表在Advanced Materials上。
1 研究背景
傷口愈合涉及到了各種類型的細(xì)胞，是一個復(fù)雜的過程，其中，成纖維細(xì)胞在形成愈合所需的新組織中起著關(guān)鍵作用。
慢性傷口，如糖尿病傷口，會表現(xiàn)出愈合失調(diào)。此外，糖尿病傷口微環(huán)境中的細(xì)胞表現(xiàn)出促炎和抗炎細(xì)胞因子產(chǎn)生失調(diào)，血管生成受損。具體而言，糖尿病傷口內(nèi)的成纖維細(xì)胞表現(xiàn)出不需要的表型和行為，這阻礙了肉芽組織的形成。糖尿病會破壞細(xì)胞中的這些過程，使傷口愈合緩慢且難以治療。這可能導(dǎo)致傷口感染，在極端情況下需要截肢。
2 研究概述
為了解決上述問題，學(xué)者通過開發(fā)活性生物材料來調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞表型和行為，并進(jìn)行一系列實驗，得到了以下結(jié)果。
α-SMA作為成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞的標(biāo)志，在本研究中被用作纖維化行為的標(biāo)志物。研究人員對增殖指數(shù)和α-SMA表達(dá)的倍數(shù)變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明聚丙烯酸四氫糠酯（pTHFuA）促進(jìn)增殖并抑制分化，而聚乙二醇苯基醚丙烯酸酯（pEGPEA）抑制增殖并促進(jìn)分化。因此，他們將pTHFuA指定為促增殖聚合物，將pEGPEA指定為抗增殖聚合物。
而后的劃痕試驗研究了抗增殖和促增殖聚合物表面上的傷口愈合情況。結(jié)果表明，48小時后，促增殖表面上的成纖維細(xì)胞侵占了48%的初始“傷口”區(qū)域，而抗增殖表面上的成纖維細(xì)胞侵占了35%。在96小時時，促增殖表面的傷口愈合率為82%，而抗增殖表面的傷口愈合率為55%。這一觀察證明了促增殖聚合物具有加速成纖維細(xì)胞增殖和遷移，從而使傷口愈合的功能性。
所發(fā)現(xiàn)的聚合物可調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞表型
（圖片源自論文）
學(xué)者研究了纖維細(xì)胞在涂層微粒子上的粘附和活力。促進(jìn)增殖和抗增殖的微粒子都被證明支持高的細(xì)胞活力。通過測量24至96小時的培養(yǎng)期間細(xì)胞數(shù)量的增加，來研究成纖維細(xì)胞的增殖。與抗增殖的微粒子相比，促增殖的微粒子附著的成纖維細(xì)胞數(shù)量增加了約3倍。
此外，在抗增殖微粒子上培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞上調(diào)了膠原蛋白I和膠原蛋白III，其基因表達(dá)分別增加了7.1和13.5倍。在促增殖性微粒子上培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞的膠原蛋白I和膠原蛋白III的表達(dá)明顯降低，分別為6.3和10.0倍，這提示產(chǎn)生了抗纖維化無疤痕傷口愈合反應(yīng)。
成纖維細(xì)胞在受到干預(yù)后的功能行為和表型
（圖片源自論文）
而后，學(xué)者用糖尿病小鼠進(jìn)行實驗，將接受促增殖和抗增殖干預(yù)的傷口愈合情況同未接受治療的傷口進(jìn)行了比較。雖然所有的傷口面積都隨著時間的推移而減少，但應(yīng)用增殖性微粒子以更快的速度減少傷口面積。
糖尿病小鼠傷口愈合的組織學(xué)結(jié)果
（圖片源自論文）
3 研究意義
這項研究所發(fā)現(xiàn)的新型聚合物，可以作為涂層應(yīng)用于傷口敷料，并且可以應(yīng)用于糖尿病傷口，以提供快速有效的治療。這將對傷口難愈合的糖尿病患者帶來福音。
“這項研究在新型糖尿病患者傷口愈合的治療方法上邁出了重要一步。”生命科學(xué)學(xué)院的Amir Ghaemmaghami教授說。
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