科学家研发新型伤口愈合水凝胶 通过触发免疫反应减少疤痕

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科学家研发新型伤口愈合水凝胶  通过触发免疫反应减少疤痕

疤痕组织是一种有效的短期解决方案,可以快速修补受伤的皮肤,但长期来看,它并不是那么好。现在,杜克大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员创造了一种新的水凝胶,可以触发再生免疫反应,帮助皮肤更健康、更牢固地愈合,而不会留下疤痕。

当皮肤受伤时,身体的反应是迅速形成疤痕组织,以防止伤口的感染、疼痛和脱水。这样做的弊端大家都很熟悉–皮肤上会出现永久性的难看的污点,毛发和汗腺将不再生长。因此,寻找不留疤痕的伤口愈合方法是一个吸引了大量关注的科学领域。

这项新的研究建立在该团队2015年之前的工作基础上,当时他们描述了他们开发的一种新型生物材料,称为微孔退火颗粒(MAP)水凝胶。通常水凝胶只是简单的水基敷料,可以保护和水化伤口,帮助加快伤口的愈合,但它们仍然会导致疤痕的形成。然而,MAP水凝胶就像一个支架,让皮肤细胞在伤口上生长,愈合得更彻底。最终,凝胶会安全地溶解掉,留下健康的皮肤。

虽然MAP水凝胶减少了疤痕,但并没有完全消失。研究小组发现,新的皮肤缺乏一些更复杂的结构,如毛囊和皮脂腺,所以对于新的研究,他们着手解决这个问题。

“之前我们已经看到,随着伤口开始愈合,MAP凝胶开始失去孔隙度,这限制了组织如何通过结构生长,”该研究的第一作者Don Griffin说。“我们推测,减缓MAP支架的降解速度将阻止孔隙闭合,并在组织生长时为其提供额外的支持,这将改善组织的质量。”

研究小组发现了原始MAP水凝胶配方可以改进的地方–某种化学连接剂。这种多肽序列取自体内常见的结构蛋白,并以一种化学取向或 “手性 “的方式排列,这在体内也很常见。研究人员的想法是,这种序列和取向可以防止凝胶引发强烈的免疫反应,并允许它在完成工作时被降解。

“我们的身体已经进化到识别和降解这种氨基酸结构,所以我们理论上认为,如果我们将结构翻转到它的镜像,也就是D奇异性,身体就会更难降解支架,”该研究的主要作者Tatiana Segura说。“但当我们将水凝胶放入小鼠伤口时,更新后的凝胶最终的作用完全相反。”

令他们惊讶的是,研究小组注意到,新凝胶降解得更快,但在这样做的过程中,它留下了更强的皮肤,完成了通常从疤痕组织中缺失的复杂结构。仔细观察后,研究人员发现,引发更强的免疫反应对他们有利。

当新的水凝胶被应用到身体上时,适应性免疫系统通过创建抗体和发送其他免疫细胞来攻击异物来做出反应。这诱发了再生免疫反应,有助于更彻底地重建皮肤。

该团队表示,新的水凝胶可以帮助修复割伤、烧伤、糖尿病溃疡和其他通常可能容易留下疤痕的伤害。他们还在探索潜在的机制–引发再生性免疫反应–是否可以用于其他目的,例如输送疫苗。

该研究发表在《自然材料》杂志上。

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