长春应化所青促会

发展

        近日，清华大学刘凯教授和中国科学院长春应用化学研究所王帆研究员（中科院青促会会员）等人在《Advanced Functional Materials》发表研究论文，报道了一种自适应多功能人工真皮，用以加速感染性烧伤创面的愈合，为烧伤创面的整理护理提供了一条有希望的途径。

        烧伤每年导致约26.5万人死亡，已成为生物医学领域亟待解决的全球性公共卫生问题。理想的慢性烧伤管理策略应涵盖抗菌性能、促进愈合、有效吸收渗出液、并表现出机械顺应性。然而，传统的治疗方法，如纱布、凝胶敷料和皮肤移植，往往不能满足烧伤护理各个阶段的多方面要求。此外，固定形状的敷料难以适应不规则伤口；皮肤移植受限于自体皮肤可用性和同种异体的排斥风险。尽管最近的人工真皮显示出减少免疫反应的希望，但其成分及功能单一，需要多次外科手术及额外药物辅助。此外，治疗过程中伤口感染引起的并发症带来了重大挑战，处理不当可能导致截肢甚至死亡。尽管抗生素治疗细菌感染取得了一定进展，但抗生素滥用导致耐药性的持续威胁仍然很大。因此，迫切需要开发一种易于处理、通用的伤口护理材料，以有效地解决烧伤伤口愈合的复杂需求。

        细胞外基质（ECM）的成分包括透明质酸(HA)、弹性蛋白和生长因子，具有机械顺应性、生物活性和生物降解等性能，是仿生皮肤发展的重要标准。然而，构建一种具有与健康ECM相似生物学特性的类皮肤材料，以加速烧伤愈合，仍然是一个巨大的挑战。比如，共价交联材料存在组织适应性有限和残留交联剂安全性问题。生长因子等生物活性成分的生物稳定性和生物利用度有待提高。抗生素潜在的耐药性问题以及金属抗菌剂的不受控制释放可能加剧愈合困难。

        针对以上挑战，该研究深入模拟ECM的组成，利用Ag-S键以及重组蛋白、Ag⁺和HA之间的超分子相互作用，开发出一种适应性多功能人工真皮。该EKA人工真皮通过重组蛋白介导的Ag-S配位和超分子相互作用，实现了Ag⁺可控释放，与愈合过程的炎症反应阶段相匹配。这一精心设计的释放机制不仅具有强大的广谱抗菌作用，而且通过调节关键免疫调节因子如IL-6的表达来减轻炎症反应。重组蛋白中的表皮生长因子(EGF)促进细胞增殖和迁移，从而促进再上皮化。此外，TGF-β的上调可促进血管生成和组织重塑。多重因素的协同作用上调Col 1α、ELN和CD31的表达，促进伤口愈合。该研究为慢性伤口的治疗量身定制出一种可编程的人工真皮，能够保持湿润的生物微环境，具有机械弹性，吸收伤口渗出物，表现出精确和广谱的抗菌性能，从而实现优异的伤口愈合性能。该策略为提高患者伤口愈合治疗的效果提供了一种新的途径。

        相关成果以“Engineered Multifunctional Artificial Dermis for Infected Burn Wound Healing”为题，于近日发表在《Advanced Functional Materials》上，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202415514。