2021年6月華中科技大學(xué)生命學(xué)院楊光教授團(tuán)隊(duì)在權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》上發(fā)表了題為 “Synergistic effect of highly aligned bacterial cellulose/gelatin membranes and electrical stimulation on directional cell migration for accelerated wound healing” 的研究論文。
定向細(xì)胞遷移在傷口愈合中起關(guān)鍵作用。然而傳統(tǒng)治療傷口愈合的方法很少達(dá)到主動(dòng)調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移以促進(jìn)傷口愈合的效果。有序的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電場(chǎng)（EF）因其可以調(diào)節(jié)細(xì)胞活動(dòng)并促進(jìn)傷口愈合而備受關(guān)注。此項(xiàng)研究構(gòu)建了一個(gè)新的傷口修復(fù)體系——將拉伸取向的細(xì)菌纖維素（BC）/明膠（gelatin）薄膜與EF耦合以誘導(dǎo)細(xì)胞定向遷移來促進(jìn)傷口愈合（圖1）。該BC/gelatin薄膜具有高度取向的纖維結(jié)構(gòu)，很強(qiáng)的機(jī)械性能，良好的熱穩(wěn)定性，透光率，可折疊性，表面粗糙度和生物相容性。特別地，拉伸40%的BC/gelatin薄膜在體外能夠促進(jìn)NIH3T3細(xì)胞的粘附，定向排列和遷移；在體內(nèi)大鼠全層皮膚缺損模型中，拉伸40％的BC/gelatin薄膜比商業(yè)TegadermTM膜能實(shí)現(xiàn)更快促進(jìn)傷口愈合的效果。進(jìn)一步施加EF（150 mV/mm）后，結(jié)果表明拉伸40%的BC/gelatin薄膜可協(xié)同EF共同誘導(dǎo)NIH3T3細(xì)胞的遷移，并通過加速傷口閉合，肉芽組織厚度增加，膠原蛋白沉積，血管生成以及上調(diào)α-SMA，AKT和ERK的表達(dá)來促進(jìn)傷口愈合。綜上，40%拉伸的BC/gelatin薄膜耦合EF為促進(jìn)傷口修復(fù)提供了有效地協(xié)同治療策略，在治療臨床難愈傷口中具有潛在地應(yīng)用前景。
圖1 高取向BC/gelatin薄膜耦合電場(chǎng)協(xié)同作用促進(jìn)細(xì)胞遷移應(yīng)用于傷口愈合示意圖
該論文的第一作者為華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士生王蠡和博士生毛琳，華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院楊光教授和石志軍博士為通訊作者，華中科技大學(xué)為第一作者單位。研究工作得到獲得國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21774039，51973076）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“政府間國際科技創(chuàng)新合作/港澳臺(tái)科技創(chuàng)新合作”重點(diǎn)專項(xiàng) （金磚國家） (2018YFE0123700)等資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130563
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