臨床上,當皮膚創面超過6平方厘米時,其修復速度將顯著慢于小創口,且易引起并發癥,如傷口感染等。傳統治療皮膚創傷的方法,主要基于敷料、表皮移植和細胞外基質支架。這些方法在傷口愈合過程中,主要經歷三個關鍵過程:1)結痂形成,建立止血和防外環境的屏障;2)結痂下的表皮細胞增殖和遷移,導致創面閉合;3)表皮下的成纖維細胞和內皮細胞增殖、遷移和功能化,實現真皮重塑。
然而,對于大面積創傷,這些方法很難控制這三個過程的轉變,尤其是表皮與真皮再生方面,面臨著巨大挑戰,最終導致再生皮膚在創面處結構紊亂和功能喪失。
針對這一問題,北京航空航天大學常凌乾聯合團隊設計了一種表貼式生物電子器件,稱為E-TASHI,可以精確控制三個階段的過渡,為大面積皮膚傷口提供加速和空間均衡愈合。相關成果以“A Degradable Bioelectronic Scaffold for Localized Cell Transfection toward Enhancing Wound Healing in a 3D Space”為題,發表在《Advanced Materials》上。論文通訊作者還包括北京航空航天大學牟瑋教授、香港城市大學于欣格教授、中國中醫科學院王毅研究員、國家衛生健康委科學技術研究所尹德東研究員。論文第一作者包括博士研究生肖傲、蔣欣然,北大第一醫院胡永艷博士,香港城市大學李虎博士和焦艷麗。
圖1.E-TASHI器件利用支架和電轉染雙重功效,實現大創口的空間均衡愈合和修復。
圖2. E-TASHI治療大鼠創面,創口處與愈合相關的指標變化。
圖3. 巴馬豬創面修復模型,創面修復相關指標變化。
該電子器件中細胞支架部分在完成細胞增殖和皮膚愈合后,完全降解,無需二次取出;同時,研究團隊‘從大創口中不同層細胞增殖速度不同,導致愈合不均衡’這一科學問題出發,設計了原位自供電轉染微納器件,為大創面空間均衡修復提供了一種另辟蹊徑的高效修復途徑。
文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202404534