【摘 要】
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目的:糖尿病慢性难愈性创面的诊疗以及全层皮肤缺损的再生仍然是一个关键的临床挑战。静电纺丝制备的生物材料已经作为一个潜在的治疗方式用于组织工程再生、药物输送、和临床应用。然而,其多由紧密堆积的纳米纤维层制成,常因孔径较小、孔隙率较低且不具备实际意义上的三维结构限制了细胞的三维长入及三维组织重建。本实验通过将静电纺丝技术、高速匀浆技术以及短纤维接触点热交联方法相结合制备三维的静电纺丝短纤维基多孔海绵支
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目的:糖尿病慢性难愈性创面的诊疗以及全层皮肤缺损的再生仍然是一个关键的临床挑战。静电纺丝制备的生物材料已经作为一个潜在的治疗方式用于组织工程再生、药物输送、和临床应用。然而,其多由紧密堆积的纳米纤维层制成,常因孔径较小、孔隙率较低且不具备实际意义上的三维结构限制了细胞的三维长入及三维组织重建。本实验通过将静电纺丝技术、高速匀浆技术以及短纤维接触点热交联方法相结合制备三维的静电纺丝短纤维基多孔海绵支架用于糖尿病慢性难愈性创面的治疗。方法:我们通过静电纺丝和高速匀浆技术制备均匀的微纳米短纤维,利用短纤维接触点热交联构建3D的微纳米纤维基多孔海绵支架,从而高度模拟ECM的3D结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析仪(FTIR)以及力学测试观察静电纺丝海绵支架的吸水性、膨胀性以及压缩回弹情况。实验分为三组,空白对照组(Control),静电纺丝组(EF)和静电纺丝海绵组(EF-Sponge)。体外验证该生物材料的生物相容性,Cell Coutig Kit-8(CCK8)用于检测细胞的增殖情况,苏木精-伊红(HE)染色、细胞骨架荧光染色(鬼笔环肽/DAPI)以及细胞电镜观察细胞的增殖长入情况,并通过Western-blotting观察支架的促血管情况;体内建立大鼠糖尿病慢性难愈性创面模型,将各组支架以黏附的方式贴合在创面上,并分别在第0、7、14和21天观察大鼠创面的愈合情况,通过创面的毛囊再生、胶原分泌以及血管生成情况评价该支架对大鼠糖尿病慢性难愈性创面的促进作用。结果:与EF支架相比,EF-Sponge支架具有良好的形状记忆、较高的孔隙率、吸水性以及压缩回弹性等多功能特性。在体外,EF-Sponge可显著促进HUVECs的增殖和三维长入。SEM结果显示在EF-Sponge上生长的HUVECs呈铺展性三维生长。且该支架可通过为细胞提供富氧环境,刺激VEGF的表达,从而促进HUVECs的血管化。在体内,EF-Spnge支架显著提高了糖尿病全层皮肤创面的愈合效率,其特点是创面闭合率提高,血管生成迅速,伤口部位再上皮化和胶原沉积。此外,EF-Spnge支架的愈合效果优于EF支架,提示该三维支架的多孔结构通过吸收创面渗出液,保持创面的湿润性,促进血管生成,从而促进糖尿病创面愈合。在EF-Spnge支架处理的伤口中,皮肤附件和较少的疤痕组织也出现了,表明其实现皮肤完全再生的能力很强。结论:(1)EF-Sponge可以仿生组织的3D ECM。(2)EF-Sponge三维多孔支架可以促进组织立体化重建,这为慢性创面完全修复提供了一种新的途径。(3)EF-Sponge三维多孔支架可通过促进胶原沉积与重塑以及心血管的形成,从而促进糖尿病慢性创面的愈合,在糖尿病和其他血管受损的创面愈合方面具有有很大的潜力。
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