应用研究丨博辉瑞进SIS材料在糖尿病难愈性创面修复领域潜在应用研究获《Journal of Materials Chemistry B》收录

作者：本站编辑    发布日期：2024-04-12

SIS生物材料来源动物小肠粘膜下层组织，主要由各种类型的胶原蛋白、糖胺聚糖、粘附分子和生长因子（如转化生长因子-β（TGF-β）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和血管内皮生长因子（VEGF））组成，这些成分在组织再生中发挥着关键作用。SIS具有良好的生物相容性、生物活性、亲水性和低免疫原性，已被广泛应用于细胞培养基质、外科手术补片、组织工程支架、引导组织再生膜和创面敷料等领域。

SIS中的胶原分子可以在37°C的影响下自组装并凝聚成三维网络水凝胶，即SIS水凝胶。因SIS水凝胶的结构和生物活性可以针对所需的应用进行精细调整，被广泛用于促进受损组织的再生。

图为：文章首页

在本研究中，研究人员设计了一种基于SIS的新型机械活性水凝胶敷料（SIS-PNIPAm），它包含SIS和热响应聚合物PNIPAm。加入偶联剂后，SIS-PNIPAm水凝胶能有效粘附皮肤，并能在体温下自发收缩，带动伤口边缘向中心移动。同时，SIS中的活性成分能够有效促进血管生成，调节巨噬细胞向抗炎M2表型极化，促进创面愈合。

图为： SIS-PNIPAm水凝胶的合成、机械活性和生物活性（血管生成和免疫调节）示意图

该研究已被生物医用材料领域权威期刊《Journal of Materials Chemistry B》收录，影响因子7.0，文章标题《Mechanically active small intestinal submucosa hydrogel for accelerating chronic wound healing》。

图为：（A）L929细胞经各种水凝胶浸提液处理后的增殖和（B）活/死染色；（C）HUVECs在不同浸提液中的迁移和（D）修复区域的相应定量分析；（E）HUVECs体外小管形成及相应的小管总长度的定量分析；（F）RT-qPCR分析VEGF基因在HUVECs中的表达。

图为：巨噬细胞（A）iNOS和（B）CD206表达的免疫荧光染色；RT-qPCR分析巨噬细胞中（C）IL-6、（D）TNF-α、（E）IL-10和（F）CD206基因的表达。

体外实验表明，与G(明胶)-PNIPAm和TCPs组相比，SIS-PAAm/SIS-PNIPAm材料均可促进HUVECs细胞迁移，促进网状结构中小管形成，其总血管长度更长，并促进Ang-1、VEGF和VEGF- R2基因表达。同时，可以诱导M1型巨噬细胞向M2表型分化，抑制促炎相关蛋白IL-6/TNF-α的表达，促进抑炎相关蛋白IL-10/CD206的表达。

图为：糖尿病大鼠全层创面模型示意图；（B）创面愈合的宏观图像和（C）11天内创面剩余百分比；（D）第11天创面切片H&E染色。

图为：（A）示意图为第3天用于RT-qPCR的创面组织；RT-qPCR分析（B）VEGF、（C）TGF-β、（D）IL-1β、（E）IL-6、（F）IL-4、（G）L-10基因表达；（H）皮肤创面组织细胞核（蓝色）、F4/80（绿色）和CD163（红色）免疫荧光图像。

经研究发现，在水凝胶收缩与SIS活性成分的共同作用下，SIS-PNIPAm组大鼠在治疗11天后创面愈合率最高，高达96.5%。研究人员于Day 3进行创面微环境分析：SIS-PNIPAm可促进愈合相关VEGF、TGF-β的表达，促进抑炎相关IL-4、IL-10的表达，抑制促炎IL-1β、IL-6的表达，促进巨噬细胞向M2表型（CD206+）分化。

结论：在本研究中，研究人员设计了一种新型的生物活性和机械活性水凝胶敷料SIS-PNIPAm，它能有效地粘附在皮肤上，并能在体温下自发收缩皮肤伤口。这种SIS-PNIPAm水凝胶具有良好的生物相容性、促进血管生成和免疫调节作用。在糖尿病大鼠全层创面模型上进行SIS-PNIPAm水凝胶的体内评价，在无任何药物和生长因子的情况下，创面愈合过程明显加快。与明胶基水凝胶相比，SIS水凝胶能够有效促进血管生成，抑制炎症，促进糖尿病创面愈合。我们相信，这种具有机械活性和生物活性的SIS-PNIPAm水凝胶将是一种理想的慢性伤口愈合候选材料。