MXene基水凝胶在创面修复领域的应用

背景:MXene基水凝胶是一类纳米复合的多功能性水凝胶材料,在慢性创面(如糖尿病足、压疮、癌症及外伤性溃疡等)修复领域有广阔的应用前景。目的:综述MXene基水凝胶的优势及其在创面修复领域的应用和相关作用机制。方法:检索中国知网、维普、PubMed、Science Direct数据库中收录的文章,文献检索时限为2010年1月至2023年10月,中文检索关键词为“MXene,水凝胶,组织工程应用,创面修复”,英文检索关键词为“MXene,Hydrogel,Wound repair”,最终选取符合标准的70篇文献进行综述。结果与结论:MXene基水凝胶在创面组织工程应用中具有优异的力学、导电和光热性能及生物相容性和抗菌性等生物学功效,可以与其他有机物质和无机物质相结合,在水凝胶中产生更大的治疗作用。含有MXene的水凝胶可以结合创面监测、药物递送和缓释以及光热治疗等方式应用于皮肤创面。尽管MXene基水凝胶复合材料的设计和制备已经取得一些良好进展,但仍处于基础研究阶段,缺乏临床验证其功效性和安全性,具有很大发展潜力和应用空间。

重组贻贝粘蛋白在点阵CO_(2)激光治疗面部痤疮萎缩性瘢痕术后创面修复中的应用研究

目的:探究重组贻贝粘蛋白水凝胶敷料(Recombined mussel adhesive protein hydrogel dressing,Rmaphd)在点阵CO_(2)激光治疗面部痤疮萎缩性瘢痕术后创面修复中的应用效果。方法:选择2022年6月-2023年2月面部痤疮萎缩性瘢痕患者117例,分为Rmaphd组、重组人表皮生长因子(Recombinant human epidermal growth factor,rhEGF)组和对照组,每组39例,三组均给予点阵CO_(2)激光术治疗,术后分别给予Rmaphd、rhEGF及生理盐水处理,比较三组疗效、ECCA评分、症状持续时间以及生活质量评分。结果:Rmaphd组和rhEGF组总有效率分别为92.31%和94.87%,均高于对照组76.92%(P<0.05),术后ECCA评分低于对照组(P<0.05),术后疼痛、红斑、痂皮持续时间短于对照组(P<0.05),Acne-QoL各指标得分优于对照组(P<0.05);上述各临床Rmaphd组与rhEGF组差异无统计学意义(P>0.05)。结论:Rmaphd用于点阵CO_(2)激光治疗面部痤疮萎缩性瘢痕术后创面修复疗效显著,具备在临床上辅助激光治疗术后修复的应用潜力。

不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶促皮肤创面的修复

背景:目前临床皮肤创面愈合仍然是一大难题,而具有免疫调节功能的生物材料成为当下组织修复领域的研究前沿,因此,研究具有免疫调节功能的创面敷料具有重要意义。目的:制备不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶,评估其促大鼠创面愈合的能力。方法:①体外实验:采用EDC/NHS体系分别合成了单纯左旋精氨酸、单纯右旋精氨酸及左旋精氨酸与右旋精氨酸联合改性的壳聚糖材料,以醛基化的四臂聚乙二醇为交联剂,通过席夫碱反应构建精氨酸改性壳聚糖水凝胶,依次命名为CS-L、CS-D、CS-DL水凝胶,表征水凝胶的理化性能。将3种水凝胶浸提液分别与成纤维细胞共培养,采用CCK-8法及活死染色评价水凝胶的细胞相容性,通过划痕实验评价水凝胶对成纤维细胞迁移能力的影响。将3种水凝胶分别与大鼠红细胞悬液共孵育,评估水凝胶的血液相容性。将3种水凝胶浸提液分别与巨噬细胞RAW264.7共培养,评估水凝胶对细胞产生NO及极化分型的影响。②体内实验:采用随机数字表法将36只成年SD大鼠分为4组,每组9只,在每只大鼠背部制作2个2 cm×2 cm的全层皮肤缺损创面,对照组创面滴加生理盐水,CS-L组、CS-D组、CS-DL组创面分别滴加对应的水凝胶,包扎固定。术后定期观察创面愈合情况;术后3,10,21 d取材,进行苏木精-伊红染色;术后10 d取材,进行M2型巨噬细胞免疫荧光染色。结果与结论:①体外实验:扫描电镜下可见3种水凝胶内部均有明显的互穿网络结构,孔径范围70-200μm;3种水凝胶均具有良好的溶胀性能、降解性能、自愈合性能及合适的机械强度。3种水凝胶具有良好的细胞相容性与血液相容性,可促进成纤维细胞的迁移。3种水凝胶均具有促进巨噬细胞极化的能力,其中CS-D水凝胶促巨噬细胞极化能力最强;CS-L水凝胶具有促进巨噬细胞产生NO的能力。②体内实验:术后3,10 d,CS-L组、CS-D组大鼠创面愈合率高于对照组(P<0.05);术后21 d,3种水凝胶组大鼠创面愈合率高于对照组。苏木精-伊红染色显示,术后3 d,各组大鼠创面组织中都有大量炎性细胞浸润,伴有新生血管及成纤维细胞;术后10 d,对照组创面中仍有较多炎性细胞浸润,其他3组炎症情况有所改善,特别是CS-D组炎症细胞减少较为明显;术后21 d,各组创面上皮修复良好,CS-L组和CS-D组基本无炎症细胞浸润,对照组仍有少量炎症细胞浸润。免疫荧光染色显示,CS-D组M2型巨噬细胞数量多于其他3组(P<0.05)。③结果表明:不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶可以通过不同机制促进创面愈合。

多糖基温敏可注射型水凝胶的研究与应用进展

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝胶的溶胶-凝胶相转变机理;阐述了设计与合成多糖基温敏可注射型水凝胶的策略,包括小分子基团修饰多糖、合成型温敏聚合物接枝多糖、添加剂改性多糖;综述了多糖基温敏可注射型水凝胶在伤口愈合、药物递送和软骨修复生物医学领域中的应用,并对该领域存在的优化原料组成及设计策略、开发多样化环境刺激响应、增强机械强度和稳定性三方面的挑战提出建议;最后,对拓展多糖基水凝胶产品应用范围、加速推进其大范围临床应用进行了展望。

局部注射富血小板血浆联合水凝胶敷料对糖尿病足溃疡患者创面修复的影响及安全性研究

目的:探究局部注射富血小板血浆(PRP)联合水凝胶敷料对糖尿病足溃疡患者创面修复的影响及安全性。方法:将糖尿病足溃疡患者80例随机分为观察组(43例,接受PRP局部注射联合水凝胶敷料治疗)和对照组(37例,接受常规治疗)。比较两组患者的治疗效果、创面血流灌注量、细菌定量、治疗前后创面组织生化指标[血管内皮生长因子(VEGF)和透明质酸(HA)]、创面愈合情况以及并发症发生率。结果:观察组治疗总有效率高于对照组(P<0.05)。治疗后,两组创面血流灌注量、创面组织VEGF和HA水平高于治疗前,细菌定量低于治疗前,且观察组变化幅度大于对照组(均P<0.05)。观察组在肉芽组织生长厚度、肉芽组织覆盖率、创面缩小率、创面愈合时间和植皮时间方面优于对照组(均P<0.05)。两组并发症总发生率比较无统计学差异(P>0.05)。结论:局部注射PRP联合水凝胶敷料治疗能显著促进糖尿病足溃疡患者创面愈合,提升创面修复的生化环境,具有较高的安全性。

纳米银抗菌水凝胶敷料联合rh-bFGF对踝关节开放性骨折术后创面恢复的 影响

目的:探究纳米银抗菌水凝胶敷料联合重组碱性成纤维细胞生长因子(Recombinant human basic fibroblast growth factor,rh-bFGF)对踝关节开放性骨折术后恢复的影响。方法:选取2020年1月-2022年12月于庐江县中医院接受创面修复的97例踝关节开放性骨折患者,按随机数字表法将其分为对照组(n=48例)和观察组(n=49例)。两组均行关节复位固定术,对照组术后予以凡士林敷料进行创面修复,观察组患者予以纳米银抗菌水凝胶敷料联合rh-bFGF进行创面修复。比较两组患者创面修复效果、关节疼痛肿胀情况、血清炎症因子水平[白介素-6(IL-6)、C-反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)]及创面并发症发生情况。结果:观察组治疗总有效率高于对照组(P<0.05),创面血运恢复时间与愈合时间短于对照组(P<0.05);治疗8周后,观察组VAS评分、关节肿胀评分均低于对照组(P<0.05);治疗期间,观察组并发症发生率低于对照组(P<0.05)。结论:纳米银抗菌水凝胶敷料联合rh-bFGF利于踝关节开放性骨折患者术后创面及关节恢复,值得临床推荐。

金属有机框架基水凝胶复合材料修复软硬组织损伤的潜力和优势

背景:由于单纯水凝胶材料存在机械性能差、药物释放不稳定及功能单一等问题,近年来,研究者通过在水凝胶中引入金属有机框架制备了多种金属有机框架基水凝胶复合材料,并在软硬组织修复领域展现出巨大的潜力。目的:以金属有机框架在金属有机框架基水凝胶材料中的作用对该复合材料进行分类,进一步归纳其在软硬组织修复领域的研究进展,以期为后续对该复合材料合成机制和临床应用的深入研究提供思路与理论支持。方法:在Web of Science、PubMed、中国知网和万方数据库中,以“金属有机框架,水凝胶,组织工程,组织,骨再生,骨,伤口”为中文检索词,以“Metal organic frameworks,Hydrogels,Tissue engineering,Tissue,Bone regeneration,Bone,Wound”为英文检索词进行文献检索,检索时间范围为2000年1月至2023年8月。通过阅读文题和摘要进行初步筛选,排除中英文文献重复性研究及内容不相关的文献,经文献质量评价后,最后纳入73篇文献进行综述。结果与结论:(1)金属有机框架基水凝胶材料有效解决单纯水凝胶材料机械性能差、药物释放不稳定、功能单一的问题;(2)金属有机框架通过加强水凝胶交联、增强水凝胶药物递送能力和赋予水凝胶多种功能以提高水凝胶修复软硬组织能力;(3)在硬组织修复方面,在骨缺损、骨关节炎和骨软骨缺损等疾病的动物模型中表现出良好的修复效果,提示其在临床修复中具有潜在的应用前景;(4)在软组织修复方面,能发挥止血、抗菌、调节炎症状态、调节氧化应激状态及促进血管生成等多种功能,有效改善各类复杂伤口的微环境,促进软组织再生;(5)尽管金属有机框架基水凝胶材料具有许多优异的性能,但目前尚处于起步阶段,在向临床转化的过程中仍存在一些亟待解决的难题,例如金属有机框架的细胞毒性及金属有机框架的大规模合成等;(6)随着研究的进一步深入,金属有机框架基水凝胶材料在软硬组织修复领域具有广阔的应用前景。

负压封闭引流联合创面修复生物凝胶在老年创伤性感染护理干预中的疗效观察

目的探讨负压封闭引流技术(vaccum sealing drainage,VSD)联合创面修复生物凝胶在老年创伤性感染护理干预中的应用效果。方法选取2017年1月至2019年12月在南京市第一医院收治的60例老年创伤性感染病人为研究对象,按护理干预方法不同分为对照组(n=30)和观察组(n=30)。对照组接受外科清创术等常规治疗措施,并实施VSD治疗,观察组在对照组基础上联合创面修复生物凝胶治疗,观察并比较2组炎症因子IL-6、CRP和IL-17水平以及创面面积变化和疗效。结果入院护理干预第14天,观察组IL-6、CRP和IL-17水平明显低于对照组,差异有统计学意义(t=8.399,5.060,12.490,均P<0.01)。2组护理干预第7天与第1天比较,创伤面积差异均有统计学意义(t=6.669,7.194,均P<0.01);护理干预第7天,2组创面面积比较,差异无统计学意义(t=1.303,P>0.05);2组护理干预第14天和第21天创面面积比较,差异有统计学意义(t=3.265,5.574,均P<0.01)。观察组病人临床护理干预总有效率为93.3%,显著高于对照组的73.3%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论VSD联合创面修复生物凝胶治疗策略可显著控制老年创伤性感染病人体内炎症因子水平,提高治愈率。

壳聚糖基水凝胶在伤口敷料中的应用

寻求促进创伤修复、具有优良性能的伤口敷料是研究的热点和难点。壳聚糖基水凝胶因具有良好的生物相容性、生物可降解性、止血、促进细胞增殖和组织再生等性能,在伤口愈合药物研发领域前景十分广阔。本文介绍了伤口敷料及其种类、壳聚糖水凝胶及其特性、壳聚糖基水凝胶的制备方法及其促进伤口愈合的功能特性;同时,对壳聚糖基水凝胶在伤口敷料中的应用进行了综述和展望。本文能为壳聚糖基水凝胶伤口敷料的相关研究提供一些借鉴,对开发性能优良的伤口敷料具有一定的参考价值。

壳聚糖基复合水凝胶在创伤修复中的应用

综述了近年来壳聚糖与温敏材料、生长因子、多肽及多种其他材料通过物理或化学方法复合制备的壳聚糖基水凝胶及其在创伤修复领域中研究和应用的新进展,并对其发展前景进行了展望,期望为后续壳聚糖基水凝胶的进一步研究提供参考。

自愈性水凝胶的制备及其在生物医学中的应用研究进展

水凝胶是高度交联的水溶胀亲水聚合物网络,具有良好的生物相容性,可作为药物载体和功能支架,在组织工程、再生医学和药物递送等领域具有广阔的应用前景。综述了近年来自愈性水凝胶的制备原理和自愈机制,如主客体相互作用、动态共价与非共价作用、金属-配体相互作用和亲疏水作用以及其作为药物载体、仿生支架在组织工程及再生医学方面对创伤修复、填充复杂组织缺陷并诱导再生的应用,指出了自愈性水凝胶目前存在的问题以及其作为药物递送载体所面临的挑战,对其未来临床应用前景进行了展望。

真皮细胞外基质水凝胶促进大鼠急性皮肤创面修复

背景:真皮细胞外基质(dermal extracellular matrix,d-ECM)已在临床创面修复中广泛使用,但真皮细胞外基质水凝胶(dermal extracellular matrix hydrogel,d-ECMH)是否可改善急性皮肤创面愈合目前尚缺乏相关研究。目的:探讨d-ECMH对大鼠急性皮肤创面的促愈合作用及机制。方法:将24只SD大鼠采用随机数字表法分为模型组、d-ECM组及d-ECMH组,每组8只。所有大鼠先建立全层皮肤缺损模型,模型组与d-ECMH组在创面与创缘分别注射PBS、d-ECMH,d-ECM组创面覆盖真皮细胞外基质,观察并评估创面愈合情况。14 d时处死所有大鼠,取其创面处皮肤组织进行苏木精-伊红染色、Masson染色、免疫组织化学染色及免疫荧光染色。实验获得西部战区总医院动物伦理委员会批准。结果与结论:①各组大鼠创面均随治疗时间延长而缩小,d-ECMH组术后14 d的创面愈合率与创面上皮化率高于d-ECM组、模型组(P<0.05),创面挛缩比率低于d-ECM组、模型组(P<0.05);②苏木精-伊红染色显示,相比模型组与d-ECM组,d-ECMH组皮肤创面修复更好,创面再上皮化程度更高,形成了新的皮肤附属器(如毛囊),真皮部分的基质更加整齐;③Masson染色显示,相比模型组与d-ECM组,d-ECMH组皮肤创面组织中胶原纤维明显增多且粗大;④免疫组化染色显示,d-ECMH组新生毛细血管数量多于模型组、d-ECM组(P<0.05),肿瘤坏死因子α与白细胞介素6含量低于模型组、d-ECM组(P<0.05);⑤免疫荧光染色显示,d-ECMH组新生创面内的M2型巨噬细胞数多于模型组及d-ECM组(P<0.05),M1型巨噬细胞数少于模型组、d-ECM组(P<0.05);⑥结果表明,d-ECMH可加速皮肤创面愈合,促进创面再上皮化,减轻创面挛缩,可能与促进创面内毛细血管新生与胶原纤维生成、减轻炎症、调控巨噬细胞向M2极化有关。

用于皮肤伤口修复的水凝胶敷料

作为人体最大组织,皮肤因脆弱的特点容易受到损伤,产生伤口。为了有效加速伤口愈合,使用伤口敷料进行伤口修复。其中水凝胶因其独特的优势成为最有前途的伤口敷料之一。本文总结了皮肤伤口愈合过程及所需伤口敷料特性,重点针对水凝胶的各种功能进行阐述,并对水凝胶现存问题和发展方向进行讨论。

新型甘油/明胶基水凝胶在创面修复中的应用效果研究

目的探索甘油/明胶基水凝胶(GG水凝胶)在创面修复中的应用效果。方法本研究基于明胶优异的生物相容性,通过加入可食用甘油以增强其稳定性及保水性,制备了新型甘油/明胶基水凝胶。检测GG水凝胶的生物相容性,并进一步探索其用于皮肤缺损的修复效果。结果GG水凝胶具有良好的生物相容性。体外试验证实,人皮肤成纤维细胞可以在GG水凝胶中存活并增殖。体内试验结果表明,使用GG水凝胶的皮肤创口未见明显炎症反应,修复效果明显优于对照组。结论GG水凝胶具有优异的生物学性能,在皮肤创面的修复中具有较好的效果。

抗菌多糖水凝胶负载细胞治疗皮肤创伤的实验研究

目的:构建负载成纤维细胞的抗菌多糖类水凝胶,探讨其对皮肤创伤的促进作用。方法:将L929成纤维细胞载入水凝胶中进行共培养1、2、3 d,采用活死细胞染色,通过共聚焦荧光显微镜观察成纤维细胞在水凝胶内的生长情况,计算细胞存活率,评价其作为细胞3D培养支架的效果。利用大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌与水凝胶共培养检测其抗菌特性。构建大鼠背部直径2 cm全层皮肤缺损创面模型,分别注射生理盐水(A组)、海藻酸钠水凝胶(B组)、负载L929细胞的SCM水凝胶(C组)。第1、4、7天观察创面愈合情况,计算创面愈合率,采用HE染色观察组织修复效果。结果:L929细胞在水凝胶中培养3 d,细胞均可保持良好生长,存活率均超过80%。抑菌实验显示水凝胶具有良好的抑菌性能,可杀死超过75%的大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。动物实验显示,C组小鼠背部创面愈合在1、4 d显著优于A组(P<0.01)和B组(P<0.05)。与B组相比,C组中细胞能更快地从伤口周围组织迁移到水凝胶中,在第7天时细胞完全浸润水凝胶。结论:负载细胞的抗菌多糖水凝胶够有效促进皮肤创伤修复。

水凝胶负载干细胞来源的外泌体用于皮肤伤口修复

皮肤伤口愈合是临床医学中的难题之一。长期的伤口不愈给患者带来较大的影响,造成巨大的社会经济负担。水凝胶因具有良好的生物相容性、可降解性及可塑性等特点,并具有止血、抗菌和保水的优良性能,被广泛用作皮肤损伤修复敷料。干细胞被认为是组织工程中最具潜力的种子细胞,具有强大的再生修复能力。而干细胞来源的外泌体含有干细胞特有的内含物和膜成分,具有与干细胞相似的修复功能,同时可以避免干细胞治疗可能造成的畸胎瘤、移植物免疫排斥等生物相容性问题,成为无细胞修复的研究热点。然而,外泌体在治疗过程中会面临着清除率高、半衰期较短和规模化制备难度大等问题,限制了外泌体的治疗效果。水凝胶负载干细胞外泌体既可避免外泌体被快速清除,又可同时发挥外泌体和水凝胶促进伤口修复的作用,充分发挥治疗效果,协同促进皮肤修复,在伤口修复研究方面具有潜在的应用价值。本文对外泌体的产生和特点、常用的水凝胶材料、不同来源的干细胞外泌体、外泌体常用提取和鉴定方法、干细胞外泌体在伤口修复的相关作用机制、水凝胶对外泌体的保护和缓释作用,以及水凝胶和外泌体的协同作用进行现阶段研究成果的综述,为今后皮肤修复领域的研究提供参考。

水凝胶药物支架修复皮肤创面:临床应用可能性的挑战

背景:水凝胶凭借其三维网络状结构、优越的吸水保湿性和生物相容性在创面修复领域提供了独特的作用。目的:综述皮肤创面中水凝胶敷料作为支架材料在药物递送与缓释和清创止血方面的应用。方法:以“水凝胶,创面修复,糖尿病足,皮肤溃疡,烧伤,放射性皮炎,慢性创面,药物载体”或“hydrogels,wound healing,diabetic foot,skin ulcer,burns,radiodermatitis,chronic wounds,drug carriers”为检索词,交叉检索PubMed、CNKI、万方数据库中2000至2019年发表的文献。结果与结论:水凝胶具有类细胞外基质的三维结构,具有良好的可塑性、保水性和自愈合及持久缓释等特性,作为支架材料负载一种或多种药物应用于皮肤创面能增强各种药物抗感染、止血、清创方面的能力,能促进细胞黏附和生长因子的表达,诱导血管再生、胶原沉积、巨噬细胞极化和肉芽组织形成,最终促进汗腺和毛囊生成,加速上皮化,缩短愈合过程。然而,多功能水凝胶的开发及应用大多处于动物实验的基础研究阶段,尚缺乏大规模临床研究证明其疗效和安全性。

自修复水凝胶创面敷料的研究现状

近年来,创面护理产品的市场需求日益增加。敷料可使伤口免受外部感染,同时能够加快伤口愈合速度,因此在创面护理过程中扮演了至关重要的角色。在各种可用作敷料的材料中,水凝胶由于具有可调节的化学、物理和生物性能,基于三维网络结构的强吸水性,已经引起了广泛的关注,虽然水凝胶已成为软敷料的代表,但常规水凝胶材料的设计仍需改进。新型自修复水凝胶具有抗损伤的自主修复潜力,有望解决传统水凝胶在机械性能上的缺陷,从而延长其使用寿命。

载刺五加/桂皮紫萁海藻酸钠/羧甲基壳聚糖水凝胶伤口敷料的制备及其性能研究

为设计一种对伤口无损伤、抑菌抗炎效果好的伤口敷料,选择海藻酸钠(SA)与羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料,通过抗拉伸强度优化SA/CMCS水凝胶的制备条件;然后添加刺五加/桂皮紫萁提取物,制备载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料,并对其性质和功能进行研究。结果表明,SA/CMCS水凝胶最佳制备工艺为NaCl浓度0.8%,1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)添加量2.25%,m(SA)∶m(CMCS)=1∶1,此时抗拉伸强度为0.884 MPa。红外光谱分析表明SA与CMCS为化学交联。载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料孔隙率为(90.5±1.2)%,溶胀度为(133±2.7)%,药物累计释放率为(93.34±2.4)%,且具有良好缓释作用、抑菌抗炎性和生物相容性。制备的载刺五加/桂皮紫萁SA/CMCS水凝胶伤口敷料是一种良好的伤口敷料。

MXene基复合水凝胶在修复感染创面中的研究进展

感染创面严重危害着人类的生活质量甚至是生命健康,因此研发高效且副作用小的抗菌生物材料用于修复感染创面具有广阔的市场前景。二维过渡金属碳化物(MXene)是一种新型的二维片状材料,具有优异的抗菌性能,其抗菌机制主要包括物理捕获理论、红外热效应、活性氧(ROS)生成理论、胞间分子泄露理论等,因此MXene有望成为一种更安全、有效、广谱的抗菌手段。通过水凝胶包裹MXene制成的MXene复合水凝胶比单纯水凝胶具有更佳的抗菌、抗氧化性以及光热效应等优势。本文综述了MXene的抗菌机制,并就近年来报道的MXene复合水凝胶修复感染创面的研究进行全面综述和总结。