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編者按：6月4日，高分子科學(xué)前沿以《付小兵院士團(tuán)隊(duì)與南昌大學(xué)光健康團(tuán)隊(duì)聯(lián)合新作<AFM>：光控人造皮膚用于高質(zhì)量創(chuàng)面再生》為題，報(bào)道付小兵院士與我校王小磊教授領(lǐng)銜的光健康團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研究新成果。詳情如下：

醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究是持續(xù)推動(dòng)醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新與臨床診療技術(shù)發(fā)展的決定性要素之一。中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院付小兵院士/孫曉艷教授課題組長(zhǎng)期從事戰(zhàn)創(chuàng)傷和創(chuàng)傷后的組織修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)研究，在戰(zhàn)創(chuàng)傷醫(yī)學(xué)，組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)以及生物治療學(xué)三大領(lǐng)域取得系統(tǒng)性和創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。南昌大學(xué)王小磊教授領(lǐng)銜的光健康課題組長(zhǎng)期致力于光響應(yīng)材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。2022年初的一次學(xué)術(shù)交流中，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)從創(chuàng)面修復(fù)的臨床需求出發(fā)，以實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，決定協(xié)作開(kāi)展聯(lián)合科技創(chuàng)新。通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷的改進(jìn)和探索，設(shè)計(jì)了一種近紅外光響應(yīng)的多功能“人造皮膚”（簡(jiǎn)稱(chēng)NIR-mFAS），并具有促進(jìn)全層創(chuàng)面愈合和皮膚附屬器再生的潛力。

近期，相關(guān)工作以“NIR-Responsive Multifunctional Artificial Skin for Regenerative Wound Healing”為題發(fā)表于A(yíng)dvanced Functional Materials（影響因子19.0）。碩士研究生洪祎玥、王夢(mèng)陽(yáng)博士和胡道潤(rùn)博士為共同作者。

【研究背景】

高效的創(chuàng)面修復(fù)和皮膚附屬器再生是臨床治療皮膚創(chuàng)傷過(guò)程中追求的主要目標(biāo)，但這在臨床工作中依然充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。皮膚創(chuàng)面愈合是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的過(guò)程，涉及炎癥、上皮再形成、新生血管和細(xì)胞外基質(zhì)重塑等再生階段。盡管已有眾多生物材料被報(bào)道用于促進(jìn)創(chuàng)面愈合，大多僅聚焦于愈合過(guò)程的單一階段。隨著藥物遞送系統(tǒng)的不斷進(jìn)展，調(diào)節(jié)創(chuàng)面愈合全過(guò)程、時(shí)空控釋藥物釋放的新型生物材料可為高質(zhì)量的再生創(chuàng)面愈合提供新策略。

【研究?jī)?nèi)容】

該研究設(shè)計(jì)的NIR-mFAS是由抗菌殼聚糖、天然蠶繭來(lái)源的絲素蛋白作為基質(zhì)的可注射水凝膠，其持續(xù)緩慢釋放表皮生長(zhǎng)因子（EGF），能加速再上皮化和新生血管形成，促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)細(xì)胞的遷移和增殖。同時(shí)，分散在基質(zhì)中的聚多巴胺納米粒子（PDA-NPs）在1064 nm NIR照射下能夠精確控制釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白4（BMP4）和Wnt激動(dòng)劑CHIR99021兩種藥物；該研究中，BMP4能減少增殖階段的肌成纖維細(xì)胞來(lái)抑制瘢痕形成，CHIR99021可以通過(guò)誘導(dǎo)肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為毛乳頭（DP）樣細(xì)胞，促進(jìn)毛囊和皮脂腺的再生。因此，NIR-mFAS實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量創(chuàng)面愈合與皮膚附屬器再生，提供了一種近紅外光響應(yīng)的無(wú)創(chuàng)、成本低廉治療方法，還可以應(yīng)用于需要協(xié)調(diào)釋放多種藥物的其它治療。

NIR-mFAS的構(gòu)建過(guò)程及其光響應(yīng)實(shí)現(xiàn)時(shí)空控釋藥物、促進(jìn)創(chuàng)面再生愈合的示意圖。

【本文亮點(diǎn)】

1. 該研究開(kāi)發(fā)了一種近紅外光響應(yīng)、可時(shí)空控釋多種藥物的多功能人造皮膚（NIR-mFAS），其生物相容性高，成本效益良好。

2.基于全層皮膚創(chuàng)面模型，研究發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)面愈合的早期增殖階段，NIR-mFAS通過(guò)持續(xù)釋放EGF促進(jìn)再上皮化和新生血管形成。在增殖后期，NIR-mFAS中的PDA NPs在NIR照射下產(chǎn)生光熱效應(yīng)，響應(yīng)釋放BMP4和CHIR99021，從而抑制肌成纖維細(xì)胞活性，減少瘢痕形成，并促使肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為真皮乳頭樣細(xì)胞，增強(qiáng)創(chuàng)面修復(fù)及皮膚附屬器再生。

3.這種通過(guò)近紅外光響應(yīng)、可時(shí)空控釋藥物的策略還可拓展到其他諸如器官再生等情景。

文章來(lái)源:

https://doi.org/10.1002/adfm.202405876

編    輯：徐  翰

責(zé)任編輯：許  航