時空控釋藥物水凝膠登上Nature子刊
發(fā)布時間：2021-03-19 11:07:55 人氣：1914
肥厚性疤痕通常發(fā)生在深層創(chuàng)傷、嚴重?zé)齻蛉似つw手術(shù)切口之后。盡管在皮膚傷口管理方面取得了進步并且提高了存活率，但是肥厚性瘢痕的發(fā)生率仍然很高。皮膚傷口的有效愈合對于我們的生存至關(guān)重要。盡管皮膚具有很強的再生潛力，但異常的傷口修復(fù)可導(dǎo)致功能障礙和毀容性疤痕。皮膚瘢痕形成涉及ECM（細胞外基質(zhì)）的過度沉積和錯位、細胞增多和慢性炎癥。 TGFβ信號已與皮膚瘢痕形成密切相關(guān)，使其成為潛在的治療靶標(biāo)。然而，由于TGFβ信號傳導(dǎo)在皮膚傷口修復(fù)中的作用是多方面的，因此對TGFβ活性的抑制必須對傷口愈合的分辨/組織重塑階段具有特異性，以抑制瘢痕形成。 成果簡介于此，芝加哥大學(xué)Xiaoyang Wu和華東理工大學(xué)朱麟勇等人設(shè)計了一種脈動性藥物釋放平臺，通過將無縫合傷口閉合水凝膠材料與可生物降解的微膠囊系統(tǒng)相結(jié)合來實現(xiàn)無瘢痕傷口愈合，該微膠囊系統(tǒng)可定制為在所需時間釋放其在皮膚傷口中的內(nèi)容物。成果發(fā)表在Nature Communications上。
整體設(shè)計目前，已經(jīng)測試了用不同方法制造的微膠囊的藥物遞送。但是，大多數(shù)微膠囊將以連續(xù)方式釋放其內(nèi)容物。為了解決這個問題，研究人員開發(fā)了一種水-油-水雙重乳液策略，將蛋白質(zhì)包封在可光交聯(lián)的聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）殼內(nèi)，該殼可以在給藥后產(chǎn)生具有脈動式藥物釋放動力學(xué)的微膠囊，即可以以時空特異性方式遞送TGFβ信號傳導(dǎo)抑制劑。 值得注意的式，采用的獨特的基于光誘導(dǎo)的亞胺交聯(lián)反應(yīng)的水凝膠進行的皮膚傷口治療，可以有效地將多種生物相容性大分子與PLGA-NB膠囊交聯(lián)，而無需進行化學(xué)修飾。交聯(lián)可導(dǎo)致材料與微膠囊，水凝膠和傷口表面之間緊密且化學(xué)鍵合的界面成功整合，從而促進皮膚傷口的愈合。
圖|工程PLGA微膠囊，可通過光誘導(dǎo)交聯(lián)整合到皮膚傷口中 時空控制釋放皮膚傷口愈合是一個動態(tài)的交互過程，通常分為四個不同的階段：止血、炎癥、上皮再形成和組織重塑。盡管可能存在時空重疊，但可以為每個單獨的階段確定關(guān)鍵的時間窗口。PLGA-NB膠囊可以用不同的成分和制造方法制備，以適應(yīng)貨物釋放動力學(xué)。因此，可以想到的是，可以使用PLGA-NB膠囊制備更先進的傷口敷料，該膠囊可以在不同的目標(biāo)時間窗口釋放不同的因子。例如，具有較快釋放動力學(xué)的膠囊可用于遞送多種生長因子，包括可促進角質(zhì)形成細胞增殖、肉芽組織形成和血管生成以增強皮膚傷口修復(fù)的TGFβ。 除了傳統(tǒng)的傷口治療外，還充分證明自體或同種異體表皮祖細胞可用于治療大面積燒傷創(chuàng)面和慢性皮膚損傷，例如糖尿病足潰瘍。憑借其強大的生物相容性，該材料將允許并支持CEA（培養(yǎng)的表皮自體移植）設(shè)備或同種異體皮膚移植物的潛在移植。此外，材料獨特的光凝膠化工藝還可用于通過干細胞噴霧促進皮膚傷口愈合。
圖|PLGA-NB遞送平臺可促進兔子和豬皮膚傷口愈合模型的無疤傷口愈合 參考文獻：Zhang,J., Zheng, Y., Lee, J. et al. A pulsatile release platform based onphoto-induced imine-crosslinking hydrogel promotes scarless wound healing. NatCommun 12,
整體設(shè)計目前，已經(jīng)測試了用不同方法制造的微膠囊的藥物遞送。但是，大多數(shù)微膠囊將以連續(xù)方式釋放其內(nèi)容物。為了解決這個問題，研究人員開發(fā)了一種水-油-水雙重乳液策略，將蛋白質(zhì)包封在可光交聯(lián)的聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）殼內(nèi)，該殼可以在給藥后產(chǎn)生具有脈動式藥物釋放動力學(xué)的微膠囊，即可以以時空特異性方式遞送TGFβ信號傳導(dǎo)抑制劑。 值得注意的式，采用的獨特的基于光誘導(dǎo)的亞胺交聯(lián)反應(yīng)的水凝膠進行的皮膚傷口治療，可以有效地將多種生物相容性大分子與PLGA-NB膠囊交聯(lián)，而無需進行化學(xué)修飾。交聯(lián)可導(dǎo)致材料與微膠囊，水凝膠和傷口表面之間緊密且化學(xué)鍵合的界面成功整合，從而促進皮膚傷口的愈合。
圖|工程PLGA微膠囊，可通過光誘導(dǎo)交聯(lián)整合到皮膚傷口中 時空控制釋放皮膚傷口愈合是一個動態(tài)的交互過程，通常分為四個不同的階段：止血、炎癥、上皮再形成和組織重塑。盡管可能存在時空重疊，但可以為每個單獨的階段確定關(guān)鍵的時間窗口。PLGA-NB膠囊可以用不同的成分和制造方法制備，以適應(yīng)貨物釋放動力學(xué)。因此，可以想到的是，可以使用PLGA-NB膠囊制備更先進的傷口敷料，該膠囊可以在不同的目標(biāo)時間窗口釋放不同的因子。例如，具有較快釋放動力學(xué)的膠囊可用于遞送多種生長因子，包括可促進角質(zhì)形成細胞增殖、肉芽組織形成和血管生成以增強皮膚傷口修復(fù)的TGFβ。 除了傳統(tǒng)的傷口治療外，還充分證明自體或同種異體表皮祖細胞可用于治療大面積燒傷創(chuàng)面和慢性皮膚損傷，例如糖尿病足潰瘍。憑借其強大的生物相容性，該材料將允許并支持CEA（培養(yǎng)的表皮自體移植）設(shè)備或同種異體皮膚移植物的潛在移植。此外，材料獨特的光凝膠化工藝還可用于通過干細胞噴霧促進皮膚傷口愈合。
圖|PLGA-NB遞送平臺可促進兔子和豬皮膚傷口愈合模型的無疤傷口愈合 參考文獻：Zhang,J., Zheng, Y., Lee, J. et al. A pulsatile release platform based onphoto-induced imine-crosslinking hydrogel promotes scarless wound healing. NatCommun 12,
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