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生物医学工程学院李海燕课题组出新成果:生物活性可注射水凝胶促进糖尿病创伤修复

时间:2018-09-18

皮肤组织是一个高度血管化的器官,其创面修复依赖于创面部位新生血管的数量和完整度。糖尿病患者特殊的生理环境,使其机体内组织微血管新生能力严重受损,一旦出现创伤后很难愈合。因此,糖尿病患者创伤修复是目前临床亟待解决的问题。

近日,上海交通大学生物医学工程学院李海燕特别研究员的团队联合上海交通大学附属第六人民医院何耀华教授的团队,在促进糖尿病患者创伤修复的研究中取得新成果,研究结果以?Bioactive Injectable Hydrogels Containing Desferrioxamine and Bioglass for Diabetic Wound Healing″为题发表在国际著名刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》(IF=8.097)上。

皮肤组织是一个高度血管化的器官,其创面修复依赖于创面部位新生血管的数量和完整度。糖尿病患者特殊的生理环境,使其机体内组织微血管新生能力严重受损,一旦出现创伤后很难愈合。因此,糖尿病患者创伤修复是目前临床亟待解决的问题。

近日,上海交通大学生物医学工程学院李海燕特别研究员的团队联合上海交通大学附属第六人民医院何耀华教授的团队,在促进糖尿病患者创伤修复的研究中取得新成果,研究结果以?Bioactive Injectable Hydrogels Containing Desferrioxamine and Bioglass for Diabetic Wound Healing″为题发表在国际著名刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》(IF=8.097)上。

传统的皮肤修复方案是在创伤部位补充血管内皮生长因子VEGF、成纤维细胞生长因子等具有促进皮肤创伤修复功能的生长因子。但大量研究报道证明,生长因子使用面临着容易失活、体内半衰期短、有效浓度难以控制以及成本过高等问题。近些年来,采用组织工程的方法进行皮肤创面修复越来越受到关注。去铁胺(DFO)是一种从链球菌发酵液中提取分离的一种药物,具有促进血管新生的功效。生物活性玻璃(BG)是第三代生物活性材料,李海燕课题组在此前研究中已经连续报道BG在促进成纤维细胞增殖/迁移/胶原分泌与沉积、内皮细胞增殖/迁移/形成血管等方面的特殊生物学效应。基于此,李海燕课题组组合利用了DFO的药物学效应以及BG的化学信号,构建了一个具有生物活性的可注射水凝胶用于皮肤创面修复。为了临床方便使用,该复合体系以海藻酸钠(SA)为两种活性成份的载体,同时利用BG溶解释放的钙离子原位交联SA,获得可注射的SA-BG/DFO水凝胶。体外研究显示,SA-BG/DFO能够持续缓慢释放DFO和钙、硅离子,可明显促使内皮细胞高表达低氧诱导因子HIF-1α和VEGF,从而促进内皮细胞血管化。将该材料用于糖尿病老鼠皮肤创伤模型时,SA-DFO/BG能够通过调高体内细胞中HIF-1α和VEGF的表达从而促进创伤部位长出更多的微血管,最终促进老鼠皮肤创面快速完整愈合。该研究结果强有力地验证了他们最初的想法,为临床糖尿病创伤修复提供了一套新的可行方案。

上海交通大学生物医学工程学院的博士生吴治和上海交通大学附属第六人民医院的博士生孔令志是该论文的共同第一作者,李海燕特别研究员和何耀华教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家重点研究与发展项目(2016YFC1100201)、国家自然科学基金(81572106, 3147091831771024)和上海交通大学交叉项目(YG2017MS20)的支持。

此研究成果是李海燕课题组在生物活性硅酸盐材料及可注射水凝胶在组织工程应用领域的又一创新性结果。自2013年以来课题组已陆续在生物活性硅酸盐材料/可注射水凝胶复合体系促进血管新生《Acta Biomaterialia, 2013》、生物活性及促进骨组织修复能力探索《Acta Biomaterialia, 2013》、促进骨组织修复机理探索《Biomaterials, 2014》、促进皮肤创伤修复及机理探索《ACS Applied Materials & Interfaces, 2016; Biomaterials, 2016; Acta Biomaterialia, 2017; Journal of Materials Chemistry, 2017》、促进不规则骨创面修复及机理探索《Journal of Materials Chemistry, 2018》等方面取得重大进展。

文献链接:Bioactive Injectable Hydrogels Containing Desferrioxamine and Bioglass for Diabetic Wound Healing (ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10(36), 30103-30144, DOI: 10.1021/acsami.8b09191)


                                                                作者:吴治

供稿部门:科研与学科办

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