面对严重烧伤后顽固的瘢痕问题,现有治疗手段往往“姗姗来迟”。能否在伤口形成的早期就进行有效干预?空军军医大学牛丽娜科研团队受树木导管启发,融合DNA免疫调节智慧,成功研发出一款兼具渗出液管理与免疫调控的双功能胶原敷料,为烧伤早期管理及无瘢痕愈合带来了突破性进展。
全球每年约3000万人因严重烧伤需长期治疗,其中高达50%累及口颌面部,毁容性瘢痕给患者身心带来巨大创伤。当前主流瘢痕治疗方法(如植皮、硅酮制剂、激光)多作用于瘢痕形成后期,存在效果有限、疗程漫长、费用高昂等问题。研究表明,烧伤创面早期(体液渗出期与免疫反应期)是决定愈合质量的关键窗口。过量渗出液会浸渍伤口、引发炎症,促进瘢痕形成;而严重烧伤导致的免疫失调则进一步阻碍了组织的理想再生。现有商业敷料(如纱布、水凝胶、藻酸盐、泡沫敷料等)或引流速度不足,或吸收容量有限,或缺乏有效的免疫调节能力,难以满足严重烧伤创面的早期管理需求。因此,亟需一种能在早期同步解决渗出液管理难题并调控紊乱免疫的新型智能敷料。
本研究从树木导管优异的导水性能获得启发,构建了一种DNA功能化胶原敷料DNA-Cryo-ACol。基于冰模板技术构建120 μm级定向大孔道结构,耦合低温冷冻交联形成的互连微孔网络,建立双尺度液体输运系统,实现高达64.52 μL/s的超快引流速度,满足临床需求的0.53 g/cm2吸收容量,以及减少渗出液浸渍的向心性径向液体吸收。同时借助EDC/NHS体系共价锚定小牛胸腺DNA,使其能够驱动创面CD4+T细胞特异性富集并提升瘢痕抑制因子IL-10的分泌,并显著抑制瘢痕标志物α-SMA表达。大鼠深II度烧伤模型证实:DNA-Cryo-ACol敷料能够促进毛囊再生,并恢复胶原纤维的“编织篮”结构和I/III型胶原比例。该研究首次集成仿生孔隙结构与免疫调节功能,为烧伤早期干预提供兼具高效渗出管理和精准免疫调控的创新解决方案。
图1:仿生结构协同免疫调控的DNA-胶原敷料实现烧伤无瘢痕再生
图2:仿树木结构的定向胶原敷料(Aligned collagen)构建
图3:定向胶原敷料(Aligned collagen)吸水性能表征
图4:定向孔隙多孔胶原海绵(Cryo-ACol)的构建及表征
图5:DNA-Cryo-Acol (DCA) 的构建及表征
图6:DNA-Cryo-ACol敷料通过调控CD4+T细胞抑制成纤维细胞分泌瘢痕标志物
图7:DNA-Cryo-ACol敷料在深II度烧伤动物模型中实现创面无瘢痕再生
创新点:
①结构创新:DNA-Cryo-ACol敷料采用仿生双尺度孔隙设计在液体吸收速率、液体导出量得到显著提升,并赋予材料特殊的向心性液体吸收特性。
②功能创新:DNA-Cryo-ACol敷料将免疫调控结合渗出管理,首次将DNA的免疫佐剂特性与创面渗出管理功能整合于单一材料。提出 “早期渗出-免疫双重调控” 的瘢痕防治策略,通过早期干预同时优化创面微环境和免疫应答。
③机制创新:研究揭示了CD4+T细胞在介导无瘢痕愈合中的必要性,为免疫调节型敷料的开发提供新靶点。
④临床转化潜力:使用低成本天然DNA(小牛胸腺DNA)和可降解胶原,避免昂贵细胞因子或基因工程材料的应用,具备规模化生产和临床推广可行性。
相关研究成果以“DNA-collagen dressing forpromoting scarless healing in early burn wound management”为题发表在Advanced Composites and Hybrid Materials期刊上。空军军医大学博士研究生宋婧涵为第一作者,空军军医大学牛丽娜教授为通讯作者。此研究工作得到国家自然科学基金资助支持。
论文信息:
Song, Jh., Gu, Jt., Dang, Gp.et al. DNA-collagen dressing for promoting scarless healing in early burn wound management. Adv Compos Hybrid Mater 8, 212 (2025).
论文链接:https://doi.org/10.1007/s42114-025-01295-0
作者简介:
牛丽娜,现任空军军医大学第三附属医院(口腔医院)院长。教授/主任医师、博士研究生导师,国家杰出青年科学基金、国家优秀青年科学基金。兼任中华口腔医学会口腔教育专委会副主委、口腔修复专委会常委,《Journal of Dentistry》期刊副主编,《Journal of Orthopaedic Translation》、《口腔生物医学》等期刊编委。主持青年863项目等20项基金。以第一/通讯作者在Nature Materials等国际高影响力期刊发表SCI论文100余篇。授权国家专利10项,转化2项。荣获教育部科技进步一等奖等省部级一等奖3项。入选全球前2%顶尖科学家榜单,曾获世界牙科研究协会百年新兴领袖奖、第四届国之名医-青年新锐奖、树兰医学青年奖等。率团队先后荣获陕西省高校青年创新团队、陕西省科技创新团队及三秦学者创新团队。
宋婧涵,空军军医大学博士研究生。研究方向为生物活性材料在口腔颌面部组织缺损再生中的作用研究,近五年以第一作者(含共同)发表SCI论文(论著)5篇,其中IF>20的1篇,IF大于10的2篇,参编专著1部,申请国家发明专利2项,授权实用新型专利1项。获全国口腔医学学术会议壁报“一等奖”、研究生国家奖学金、优秀研究生、学习成才标兵、口颌系统重建与再生全国重点实验室优秀研究生等荣誉。
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