可促進(jìn)傷口愈合的細(xì)胞滲透型水凝膠纖維支架課件

可促進(jìn)傷口愈合的細(xì)胞滲透型水凝膠纖維支架Cellinfiltrativehydrogelfibrousscaffoldsforacceleratedwoundhealing張德蒙2017-02-211.Basicinformation2.Introduction3.Materialsandmethods4.Results5.Discussionandconlusions哈佛醫(yī)學(xué)院，哈佛大學(xué)，阿普杜拉國(guó)王大學(xué)，東北大學(xué)（美國(guó)），蘇州大學(xué)，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院ActaBiomaterialiaIF6.008BiomaterialsIF8.387NaturematerialsIF38.8911.Basicinformation合作單位methacrylicanhydride甲基丙烯酸酐（MA）明膠Gelatin膠原蛋白Collagen期刊核心材料2、Introduction傷口是對(duì)人體皮膚的完整性和連續(xù)性的破壞。泛指由機(jī)械、電、熱、化學(xué)等因素造成的或者是由醫(yī)學(xué)或生理病態(tài)形成的皮膚缺陷。主要分為慢性傷口（褥瘡、腿部潰瘍）、創(chuàng)傷（燒傷、刀割）和手術(shù)傷口（剖腹產(chǎn)、肛瘺術(shù)）。三大因素：修復(fù)細(xì)胞細(xì)胞因子細(xì)胞外基質(zhì)人造支架最重要特性：生物相容性（水凝膠、海綿、靜電紡絲墊等）靜電紡絲品：具有類似細(xì)胞外基質(zhì)的納米纖維結(jié)構(gòu)，比表面積大，增強(qiáng)細(xì)胞-材料相互作用、材料-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)效率，止血效率高。結(jié)構(gòu)多孔，利于養(yǎng)分及代謝廢物擴(kuò)散，阻隔病原菌。缺陷：阻礙細(xì)胞遷移增大孔隙率：添加可溶性纖維、造孔劑支架剛度與促進(jìn)細(xì)胞黏附、增殖、滲透及分化的能力有重要相關(guān)性。細(xì)胞在軟介質(zhì)中遷移效率高于硬介質(zhì)。軟介質(zhì)中，基質(zhì)分子移動(dòng)性更強(qiáng)，更易聚集在細(xì)胞周圍，提高細(xì)胞表面配體接觸密度，促進(jìn)細(xì)胞黏附及遷移。合成高分子：缺少細(xì)胞識(shí)別信號(hào)，PLGA、PLA等天然高分子：豐富的細(xì)胞-材料相互作用，蛋白（明膠）、

多糖（海藻酸鹽）等共價(jià)交聯(lián)增強(qiáng)基質(zhì)穩(wěn)定性戊二醛等交聯(lián)劑引發(fā)毒性反應(yīng)天然生物材料（明膠）光交聯(lián)（甲基丙烯酸）高水含量、軟、彈、穩(wěn)定3.MaterialsandmethodsGelMA（Gelatin+MethacrylicAnhydride）

豬皮明膠，甲基丙烯酸酐，乙?；磻?yīng)材料+HFIP（六氟異丙醇），靜電擠出紡絲PLGA，Gelatin，GelMA-2，GelMA-6，GelMA-10Morphology表面形貌：ScanningElectronMicroscopeWaterpermeability透水性：Darcy’sLaw（k=Qgh/Ftp）

Waterretention保水性：Weighing

Method（SR=(Wt-Wd)/Wd×100%）Watervaporpermeability水蒸氣透過(guò)性：waterlossrateTensileandcyclictesting拉伸及循環(huán)測(cè)試：Instron5542mechanicaltester

Degradation降解性：Weightlossunderenzymolysisbycollagenase材料紡絲物理特性4.ResultsFig.2.MorphologyandhydrophilicitycharacterizationofelectrospunPLGA,gelatinandGelMAscaffolds纖維表面形貌及直徑分布（A）透水性（B）、保水性（C）、水蒸氣透過(guò)率（D）統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果（E）纖維更直、更光滑、更均勻；光交聯(lián)時(shí)間：透水性，保水性，水蒸氣透過(guò)性；光交聯(lián)細(xì)胞死活染色結(jié)果（A）細(xì)胞活性定量分析（B）各組支架材料活細(xì)胞比例均可達(dá)80%上，增殖能力顯著細(xì)胞增殖（C）：GelMA-10組細(xì)胞增殖速率極顯著高于PLGA組，顯著高于Gelatin組Fig.4.InvitrostudiesontheengineeredfibrousPLGA,gelatinandGelMA-10scaffoldsFig.6.InvivowoundhealingusingPLGA,gelatinandGelMA-10scaffolds傷口愈合情況（A）：GelMA-10組第14天就已表現(xiàn)出最佳的愈合效果HE染色免疫組化（B）：GT肉芽組織，NT新生組織，RE新生上皮（愈合）Fig.6.InvivowoundhealingusingPLGA,gelatinandGelMA-10scaffolds膠原蛋白分布（C）及表達(dá)量（D）I型：成人皮膚和骨組織

II型：軟骨組織III型：嬰幼兒皮膚或血管內(nèi)膜，腸胃

IV型：基底膜，胎盤(pán)，晶狀體

PLGA：表達(dá)少、無(wú)序、I型膠原比例低GelMA：表達(dá)多、排列規(guī)則、I型膠原比例高5.Discussionandconlusions隨交聯(lián)時(shí)間延長(zhǎng)，空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更致密，更多的水分子被阻滯在支架內(nèi)部，因此透水性及水蒸氣透過(guò)性能降低，保水性增強(qiáng)，更易于維持創(chuàng)面濕潤(rùn)環(huán)境，促進(jìn)愈合；GelMA支架可通過(guò)光聚合時(shí)間而實(shí)現(xiàn)物理特性的可控調(diào)節(jié)，其楊氏模量處于真實(shí)皮膚楊氏模量范圍內(nèi)10kPa-

50MPa；軟彈性（Softelasticity）是支架材料一項(xiàng)重要特性，可通過(guò)生物力學(xué)的