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新型仿生材料，為皮膚創(chuàng)傷治療開(kāi)啟“陽(yáng)光大道”
文章來(lái)源：賢集網(wǎng)     更新時(shí)間：2025-03-20 14:21:27
近期，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在皮膚創(chuàng)傷治療領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，成功研制出一種新型仿生材料，為這一難題提供了創(chuàng)新性解決方案，有望徹底改變皮膚創(chuàng)傷治療的現(xiàn)狀。臨床研究數(shù)據(jù)清晰地表明，暴露在陽(yáng)光下的傷口面臨著嚴(yán)峻的愈合困境。大量病例統(tǒng)計(jì)顯示，相較于處于避光環(huán)境的傷口，暴露在陽(yáng)光下的傷口愈合時(shí)間平均延長(zhǎng)40%。同時(shí)，這類傷口更易留下明顯疤痕，對(duì)患者的生理和心理都造成了額外負(fù)擔(dān)。



從病理生理機(jī)制角度深入剖析，外傷通常發(fā)生在暴露的皮膚區(qū)域，而陽(yáng)光中的紫外線輻射成為傷口愈合過(guò)程中的“阻礙者”。紫外線照射會(huì)引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)，激活免疫細(xì)胞，釋放炎癥介質(zhì)，導(dǎo)致傷口局部炎癥狀態(tài)加劇。這種過(guò)度的炎癥反應(yīng)會(huì)促使傷口表面形成結(jié)痂。結(jié)痂雖然在一定程度上起到保護(hù)傷口的作用，但過(guò)厚、過(guò)早形成的結(jié)痂卻會(huì)阻礙傷口正常愈合進(jìn)程。



它會(huì)妨礙氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及生長(zhǎng)因子等向傷口部位的輸送，同時(shí)阻礙傷口滲出物的排出，從而延緩細(xì)胞增殖、遷移和組織重塑等關(guān)鍵愈合步驟。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠有效應(yīng)對(duì)紫外線輻射、促進(jìn)傷口正常愈合的材料迫在眉睫。理想的傷口管理材料需要同時(shí)滿足加速傷口愈合、具備紫外線防護(hù)功能以及隱形性（無(wú)色透明）這三大關(guān)鍵要求，然而傳統(tǒng)材料難以同時(shí)兼顧這些特性，使得臨床治療效果不盡如人意。



靈感溯源：向海洋生物取經(jīng)



面對(duì)傳統(tǒng)傷口管理材料的局限，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了廣袤的海洋。海洋生物長(zhǎng)期處于強(qiáng)烈的紫外輻射環(huán)境中，卻進(jìn)化出了獨(dú)特的生存策略，能夠合成自身的“防曬霜”來(lái)抵御紫外線對(duì)DNA的損傷，這為研究團(tuán)隊(duì)提供了寶貴的靈感。







在眾多海洋生物的防曬機(jī)制中，研究人員聚焦于一種名為P334的天然紫外防護(hù)分子。P334能夠強(qiáng)烈吸收UVA（長(zhǎng)波黑斑效應(yīng)紫外線），是海洋生物抵御紫外線傷害的重要防線。然而，P334在自然界中的含量極低，若要將其應(yīng)用于傷口管理材料，首先需解決原料來(lái)源問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用先進(jìn)的合成生物學(xué)技術(shù)，從海洋沉積物中的細(xì)菌及藻類生物入手，通過(guò)復(fù)雜的基因克隆技術(shù)，成功獲取了負(fù)責(zé)合成P334的基因。隨后，利用基因工程手段將該基因高水平表達(dá)在鏈霉菌中。鏈霉菌作為一種易于培養(yǎng)和大規(guī)模發(fā)酵的微生物，為P334的大量制備提供了可能，從而成功攻克了這一關(guān)鍵原料來(lái)源的難題。



新型仿生材料的誕生



在解決了P334的原料來(lái)源后，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步運(yùn)用合成生物學(xué)技術(shù)，將這種海洋天然抗紫外輻射成分與重組人源XVII型膠原蛋白巧妙地“編織”在一起，構(gòu)建成一種全新的透明水凝膠，即新型仿生材料。



重組人源XVII型膠原蛋白在皮膚結(jié)構(gòu)和功能中起著關(guān)鍵作用。它是皮膚基底膜帶的重要組成部分，參與維持皮膚的完整性和細(xì)胞間的粘附，對(duì)皮膚細(xì)胞的增殖、分化和遷移具有促進(jìn)作用，在傷口愈合過(guò)程中不可或缺。而將P334與之有機(jī)結(jié)合，賦予了材料獨(dú)特的雙重功能。



這種新型仿生材料呈現(xiàn)出無(wú)色透明的外觀，滿足了傷口管理材料隱形性的要求，尤其適用于面部等對(duì)美觀要求較高的部位傷口護(hù)理。更為重要的是，它兼具卓越的紫外線防護(hù)和高效傷口修復(fù)功能。在紫外線防護(hù)方面，材料中的P334分子能夠有效吸收UVA，阻止紫外線對(duì)傷口組織的直接損傷，減少炎癥反應(yīng)的觸發(fā)，從根源上改善傷口愈合環(huán)境。在傷口修復(fù)功能上，重組人源XVII型膠原蛋白持續(xù)釋放促愈因子，為傷口愈合提供必要的生物信號(hào)和結(jié)構(gòu)支持，加速細(xì)胞增殖和組織重塑，促進(jìn)傷口更快、更好地愈合。



實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：顯著療效初顯



為全面評(píng)估新型仿生材料的性能，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)。在體外實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)模擬紫外線照射環(huán)境，利用光譜分析等技術(shù)手段，證實(shí)了該材料能夠有效阻隔紫外線，為傷口提供了可靠的防護(hù)屏障。



在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)層面，研究團(tuán)隊(duì)選用小鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，構(gòu)建皮膚創(chuàng)傷模型。將實(shí)驗(yàn)小鼠分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組傷口覆蓋新型仿生材料，對(duì)照組采用傳統(tǒng)敷料處理。在模擬紫外線暴露環(huán)境下進(jìn)行觀察，結(jié)果顯示，使用新型仿生材料的小鼠傷口在10天內(nèi)的愈合率提升顯著。通過(guò)組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組新生皮膚的組織結(jié)構(gòu)更接近正常皮膚，表皮層、真皮層的細(xì)胞排列更為有序，膠原蛋白纖維的合成和排列也更趨于正常狀態(tài)，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少，表明傷口愈合質(zhì)量得到顯著提高。







此外，該新型材料還展現(xiàn)出其他優(yōu)勢(shì)特性。它具備透明性，便于醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)觀察傷口愈合情況，無(wú)需頻繁更換敷料造成二次損傷；具有可注射性，能夠填充不規(guī)則形狀的傷口，適應(yīng)不同類型的創(chuàng)傷；同時(shí)具備可穿戴性，突破了傳統(tǒng)敷料以包扎為主要形式的局限，可制成便攜式傷口噴劑、可穿戴修復(fù)貼片等多樣化產(chǎn)品形態(tài)，為患者提供更加便捷、個(gè)性化的治療選擇。



目前，研究團(tuán)隊(duì)已積極申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，以保護(hù)這一創(chuàng)新性成果。同時(shí)，該技術(shù)已與多家醫(yī)療器械企業(yè)達(dá)成合作意向，加速推進(jìn)從實(shí)驗(yàn)室成果到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化進(jìn)程。專家預(yù)測(cè)，這種“曬太陽(yáng)也能愈合”的新型仿生材料有望在3年內(nèi)進(jìn)入臨床應(yīng)用，屆時(shí)將為外傷、燒傷及糖尿病皮膚潰瘍等眾多患者帶來(lái)全新的治療希望，極大地改善患者的治療體驗(yàn)和預(yù)后效果，在皮膚創(chuàng)傷治療領(lǐng)域掀起一場(chǎng)新的變革。

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