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上海交通大学医学院崔文国教授等人在ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS(IF:19)发表了一篇Grid Efferocytosis via Near-Field Electrostatic Printing Rectifies Skin Immunity,关于如何通过先进的近场静电打印技术(NFEP),结合智能响应性水凝胶,来重塑皮肤损伤中的免疫微环境和促进组织修复的研究文章。
一、核心要点
研发背景:胞吞作用通过吞噬和处理受损皮肤中的凋亡细胞,直接影响免疫微环境。然而,受损皮肤中广泛存在的炎症和胞吞作用的中断无法被有效阻止。
“网格胞吞作用”策略(Grid Efferocytosis):提出了一种新的策略,通过在损伤部位实施“网格吞噬”,将炎症调节划分为网格微观领域,以加速组织修复。
近场静电打印技术(NFEP):利用NFEP技术定制设计了GelMA/PLA/Laponite网格状纤维膜(GPL),这种技术结合了3D打印和电纺丝的优势,用于构建具有特定空间特征的微观网格支架。
图 1. 可重建“网格胞吐作用”的水凝胶纤维膜(GPL-E)的制备及应用示意图。A) 示意图说明了网格状纤维膜 GPL-E 的制备过程及其在糖尿病小鼠皮瓣模型中的应用。B)该图阐明了在单独定义的微炎症区域内重建“网格胞吐作用”的过程,包括炎症限制、炎症信号清除、胞吐作用重建、促进血管再生和组织修复。
智能响应性水凝胶涂层:通过光交联和动态硼酸盐键合技术,在单个纤维上原位构建了HAMA-PBA/EGCG水凝胶超薄涂层,形成复合纤维膜(GPL-E),该涂层能够响应微环境中的葡萄糖和活性氧物质,实现动态的抗糖化和抗氧化。
图2. 网格状水凝胶纤维膜GPL-E的表征。
促进巨噬细胞吞噬作用的重建:通过网格化调节,GPL-E能够限制炎症微环境,重建巨噬细胞的吞噬作用,促进其从促炎表型向抗炎表型的转变。
图3. 网格状纤维膜GPL-E通过重建胞吐作用调控炎症和促进血管生成。
增强血管化和组织修复:通过网格化策略,GPL-E不仅能够招募修复细胞,还能通过镁离子(Mg2+)的释放增强内皮细胞血管化,显著提高了糖尿病缺血性皮瓣模型中皮瓣的存活率。
图5.纤维膜GPL-E通过重建网格胞吞作用纠正免疫微环境并促进血管化。
RNA测序分析:通过RNA测序分析,揭示了GPL-E如何通过调节与吞噬作用、炎症和血管生成相关的基因表达,促进糖尿病组织缺陷的修复。
图 6. RNA-seq 验证网格状纤维膜 GPL-E 促进皮瓣成活。
这些要点展示了通过材料科学和生物医学工程的结合,如何开发出新型的生物材料来促进受损组织的修复和再生,特别是在糖尿病等慢性疾病中的治疗潜力。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202402713
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纳米纤维及其应用