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華中科技大學(xué)楊光教授團(tuán)隊(duì):可生物降解和電活性的再生細(xì)菌纖維素/MXene(Ti3C2Tx)復(fù)合水凝膠與電刺激耦合用于皮膚傷口修復(fù)
2020-09-01  來(lái)源:高分子科技

  皮膚傷口愈合,是一個(gè)精確而復(fù)雜的過(guò)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(wú)法立即自行修復(fù),愈合不良可能會(huì)導(dǎo)致功能損失甚至死亡。為了改善傷口愈合,傷口敷料對(duì)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(shì)備受人們的青睞。水凝膠敷料不僅可以保持相對(duì)濕潤(rùn)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(zhuān)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(dòng)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(dòng)修復(fù)。這種傷口愈合過(guò)程的不受控調(diào)節(jié)可能會(huì)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(bào)道電刺激(Electrical stimulation, ES)可以主動(dòng)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(guò)程中無(wú)法響應(yīng)生理電信號(hào)或傷口部位的外部電場(chǎng)刺激。因此,為了克服常規(guī)水凝膠敷料的被動(dòng)傷口愈合的缺點(diǎn)并充分利用ES的優(yōu)勢(shì),迫切需要開(kāi)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(bào)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A(yíng)dvanced 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(guò)程。因此,開(kāi)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(shí),本研究通過(guò)將電活性水凝膠敷料與電刺激耦合,為加速傷口修復(fù)過(guò)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(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,國(guó)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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