皮膚作為人體最大的組織器官，在維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定及抗外界細菌感染方面起著至關(guān)重要的作用。據(jù)統(tǒng)計我國每年約有數(shù)百萬的人遭受著不同程度的燒傷，導(dǎo)致每年皮膚創(chuàng)傷修復(fù)再生花費高達1萬億元以上的巨額治療費用。另一方面，皮膚損傷修復(fù)尤其是大面積皮膚損傷修是世界性難題。到目前為止，大多數(shù)成果集中在小面積創(chuàng)面皮膚的修復(fù)。而大面積燒傷甚至腸道暴露修復(fù)腹部的研究甚少。由于大面積腹部傷口會暴露腸道，涉及例如易感染、無支架支撐和運送營養(yǎng)物質(zhì)困難等諸多問題。使皮膚和再生皮膚的愈合成為皮膚修復(fù)中最大挑戰(zhàn)難題。
針對上述科學(xué)問題，南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院、材料化學(xué)工程國家重點實驗室陳蘇教授與東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院王革非主任合作，探索出一種利用微流控氣噴紡絲法將可降解的蛋白材料制備出新型納米纖維材料，以此纖維上負載凝血酶，使纖維細胞在此基材上快速生長為再生組織人造皮膚。這一轉(zhuǎn)換過程經(jīng)歷了三個階段:制備大面積可生物降解的纖維蛋白凝血酶負載納米纖維支架，皮膚組織的形成和皮膚組織再生。首先，針對傳統(tǒng)制備人造皮膚材料存在力學(xué)性能差、透氣性差、纖維直徑粗、比表面積小及難以規(guī)?；葐栴}。首次開發(fā)出微流控氣噴紡絲方法（微流控氣噴紡絲機由南京捷納思新材料有限公司出品）制備了超細納米纖維(65 nm)、超大面積(140×40?cm2)的纖維蛋白原包裹的聚己內(nèi)酯/絲素(PCL/SF)納米纖維支架材料。以此構(gòu)建的高比表面積的納米纖維支架為基材，通過纖維蛋白原與凝血酶的原位凝膠化反應(yīng)形成凝膠-納米纖維支架復(fù)合的人造皮膚材料。這種方法構(gòu)筑的人造皮膚具有空氣透過率（164.635 m3/m2.h.kPa）、優(yōu)異的機械強度（8.45 MPa）和快速的體內(nèi)降解速率（7個月）。其次，首次通過三個階段的轉(zhuǎn)換過程系統(tǒng)地研究了高強度人造皮膚的形成機制。實驗結(jié)果表明人造皮膚促進組織成纖維細胞的增殖和遷移、少量膠原沉積、新生血管形成和規(guī)則組織結(jié)構(gòu)的形成，證實了皮膚組織的生成。此外，組織肉芽和毛囊的產(chǎn)生又證實了再生皮膚的成功形成。這種轉(zhuǎn)變過程為制造人造皮膚提供了一個新途徑。更重要的是，人造皮膚被成功應(yīng)用于大鼠腹部大面積皮膚缺損處活體實驗中，獲得可喜的結(jié)果，表明人造皮膚在大面積皮膚醫(yī)療修復(fù)方面具有很大的優(yōu)勢和臨床意義。該研究成果于近日發(fā)表在國際重要刊物《Advanced Materials》上。(Large-Scale Fabrication of Robust Artificial Skins from Biodegradable Sealant Loaded Nanofiber Scaffold to Skin Tissue via Microfluidic-Blow-Spinning, Advanced Materials. 2020, DOI: 10.1002/adma.202000982)。南京工業(yè)大學(xué)博士研究生崔婷婷和東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院余加飛為第一作者。南京工業(yè)大學(xué)陳蘇與東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院王革非為共同通訊人。
該課題得到了國家自然科學(xué)基金重點項目、國家重點研發(fā)計劃、國家青年自然基金、江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程、材料化學(xué)工程國家重點實驗室等基金的資助和支持。
