临床上,当皮肤创面超过6平方厘米时,其修复速度将显著慢于小创口,且易引起并发症,如伤口感染等。传统治疗皮肤创伤的方法,主要基于敷料、表皮移植和细胞外基质支架。这些方法在伤口愈合过程中,主要经历三个关键过程:1)结痂形成,建立止血和防外环境的屏障;2)结痂下的表皮细胞增殖和迁移,导致创面闭合;3)表皮下的成纤维细胞和内皮细胞增殖、迁移和功能化,实现真皮重塑。
然而,对于大面积创伤,这些方法很难控制这三个过程的转变,尤其是表皮与真皮再生方面,面临着巨大挑战,最终导致再生皮肤在创面处结构紊乱和功能丧失。
针对这一问题,北京航空航天大学常凌乾联合团队设计了一种表贴式生物电子器件,称为E-TASHI,可以精确控制三个阶段的过渡,为大面积皮肤伤口提供加速和空间均衡愈合。相关成果以“A Degradable Bioelectronic Scaffold for Localized Cell Transfection toward Enhancing Wound Healing in a 3D Space”为题,发表在《Advanced Materials》上。论文通讯作者还包括北京航空航天大学牟玮教授、香港城市大学于欣格教授、中国中医科学院王毅研究员、国家卫生健康委科学技术研究所尹德东研究员。论文第一作者包括博士研究生肖傲、蒋欣然,北大第一医院胡永艳博士,香港城市大学李虎博士和焦艳丽。
图1.E-TASHI器件利用支架和电转染双重功效,实现大创口的空间均衡愈合和修复。
图2. E-TASHI治疗大鼠创面,创口处与愈合相关的指标变化。
图3. 巴马猪创面修复模型,创面修复相关指标变化。
该电子器件中细胞支架部分在完成细胞增殖和皮肤愈合后,完全降解,无需二次取出;同时,研究团队‘从大创口中不同层细胞增殖速度不同,导致愈合不均衡’这一科学问题出发,设计了原位自供电转染微纳器件,为大创面空间均衡修复提供了一种另辟蹊径的高效修复途径。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202404534