新的纳米纤维敷料显着加速愈合和组织再生

伤口后14天的组织部分显示出在伤口中心再生的毛囊。Reglow毛囊是伤口愈合领域的最大挑战之一。图像由疾病生物物理集团/哈佛大学提供

来自Harvard John A.Paulson工程学院的研究人员和应用科学学院（SEAR）和Wysss的生物启发工程研究所已经开发出新的伤口敷料，从而显着加速愈合并改善组织再生。两种不同类型的纳米纤维敷料在单独的纸张中描述，使用植物和动物天然发生的蛋白质来促进愈合和再生组织。

“我们的纤维制造系统是专门用于开发战争伤口治疗的目的，”在研究的海洋和高级作者的生物工程和应用物理教授Kit Parker说，帕特帕克说。“作为阿富汗的士兵，我目睹了可怕的伤口，有时候，那些伤口的愈合过程是一种恐怖。这项研究是许多人在我的团队中努力帮助解决这些问题的努力。“

帕克还是威斯学院的核心教员。

最近在生物材料中发表的纸张，描述了由胎儿组织启发的伤口敷料。

在20世纪70年代后期，当科学家首次开始研究伤口治疗过程的早期发展时，他们发现了意外的东西：在第三个三个月之前造成的伤口没有疤痕。这开启了一系列再生医学的可能性。但几十年来，研究人员努力复制胎儿皮肤的独特性质。

与成年皮肤不同，胎儿皮肤具有高水平的蛋白质，称为纤连蛋白，其组装成细胞外基质并促进细胞结合和粘附。纤连蛋白有两个结构：球状，其在血液中发现，纤维状，在组织中发现。尽管纤维素纤维菌诱导伤口愈合最理想，以前的研究侧重于球状结构，部分原因是制造纤维纤维直蛋白是一个主要的工程挑战。

但帕克和他的团队都是纳米纤维工程领域的先驱。

研究人员使用称为旋转喷射纺丝（RJS）的纤维制造平台制成纤维状纤维凝集素，由Parker的疾病生物物理学组开发。RJS工作喜欢棉花糖机 - 一种液体聚合物溶液，在这种情况下，在这种情况下溶于溶剂中的球状纤维连接蛋白，装入储存器中，通过离心力推出，随着器件旋转。当溶液离开储液器时，溶剂蒸发，聚合物固化。离心力将球状蛋白展开成小薄纤维。这些纤维直径小于一微米 - 可以收集以形成大规模的伤口敷料或绷带。

“敷料整合到伤口中，并像一个有效的支架一样，招募与再生和辅助愈合过程相关的不同干细胞，然后在疾病生物物理组和疾病生物物理组和疾病的研究生群本文的第一作者。

在体内测试中，研究人员发现，用纤连蛋白敷料治疗的伤口在20天内显示出84％的组织恢复，而用标准敷料治疗的伤口恢复为55.6％。

研究人员还证明，用纤连蛋白敷料治疗的伤口几乎具有正常的表皮厚度和皮肤结构，甚至重生毛囊 - 通常认为伤口愈合领域的最大挑战之一。

“这是向前迈出的重要一步，”Chantre说。“大多数对迄今为止的皮肤再生完成的工作涉及组合支架，细胞和甚至生长因子的复杂治疗。在这里，我们能够使用完全材料方法来证明组织修复和毛囊再生。这对临床翻译具有明显的优势。“

在另一篇文章中发表于先进的医疗保健材料中，疾病生物物理学组展示了一种基于大豆的纳米纤维，也可以增强和促进伤口愈合。

大豆蛋白含有雌激素样分子 - 已被证明可以加速伤口愈合和类似于构建和支持人细胞的生物活性分子。

“大豆和纤维化素 - 纤维技术都欠他们在生殖医学中渴望观察的成功，”帕克说。“在女人的循环中，当她的雌激素水平高时，切割会更快地愈合。如果你在婴儿的手术中仍然在子宫内进行手术，他们患上疤痕愈合。这两种新技术都植根于最令人着迷的人体生物学中的所有主题 - 我们如何重现。“

以类似的方式与纤连蛋白纤维，研究团队使用RJS将超薄大豆纤维旋转成伤口敷料。在实验中，大豆和纤维素的敷料表明，在没有敷料的伤口上愈合愈合的72％增加，并且在没有大豆蛋白的伤口上愈合的愈合增加了21％。

“这些发现表明，疾病生物物理组的研究生和本文第一个作者的研究生Seungkuk Ahn表示，这些发现表明了大豆的纳米纤维。”“这些一步，经济高效的脚手架可以是下一代再生敷料，推动纳米纤维技术和伤口护理市场的包络。”

根据研究人员，这两种敷料都在伤口愈合空间中具有优势。基于大豆的纳米纤维 - 由醋酸纤维素和大豆蛋白水解产物组成 - 价格便宜，使它们成为大规模使用的良好选择，例如燃烧。另一方面，纤连蛋白敷料可用于脸部和手上的较小伤口，其中预防疤痕很重要。

哈佛大学技术开发办公室保护了与这些项目有关的知识产权，正在探索商业化机会。

刊物：

Christophe O.Chantre，等，“生产级纤维连接蛋白纳面纤维促进皮肤小鼠模型中的伤口闭合和组织修复”，“2018年生物材料; DOI：10.1016 / J.BIOMATERIALS.2018.03.006SENGKUK AHN等人，“大豆蛋白/纤维素纳米纤维支架模仿皮肤细胞外基质增强伤口愈合”，“2018年先进的医疗保健材料”; DOI：10.1002 / ADHM.201701175