纳米材料一拳两拳快速治愈糖尿病动物模型伤口

对一些人来说，表面的伤口可能会危及其他人的生命。糖尿病伤口的愈合可能很慢，尤其是脚部，这增加了组织对感染的易感性。足部溃疡和其他糖尿病足部并发症的死亡率与某些癌症相似，但改进治疗的进展停滞不前。现在，研究人员可能已经找到了一种更好的方法来启动愈合过程

亚利桑那州立大学（ASU）的生物工程师开发了一种多步骤策略，在不同时间将不同的纳米材料应用于伤口，以支持早期和晚期愈合。在《生物材料》杂志上发表的一项研究中，作者的方法优于糖尿病小鼠模型中的普通伤口敷料，更快地闭合伤口，产生更强健的皮肤组织

第一作者之一、亚利桑那州立大学生物工程助理研究教授Jordan Yaron博士说：“治愈伤口就像盖房子。在安装管道之前，你必须先打好基础。”。“通过我们的方法，我们注意到伤口处于哪个阶段。在正确的时间提供正确的治疗是关键。”

研究人员的分析还表明，他们的方法出乎意料地激活了伤口中常见的免疫细胞群，这种免疫细胞群可以解决炎症，这突出了加速愈合的新的潜在途径

临床上，伤口的标准做法是保持伤口清洁，并在伤口愈合时使用敷料保护伤口。这种方法可以完成大多数损伤的治疗，但对于糖尿病等干扰愈合过程的患者来说，效果不佳。糖尿病除了会导致循环不良和神经病变外，还会损害各种免疫细胞的功能，从而破坏伤口愈合

研究人员设计了一种治疗此类伤口的策略，并将其与糖尿病小鼠模型中常用的敷料进行了比较

在第一步中，该团队制作了一种嵌入金纳米棒的丝绸纳米材料敷料。由于金纳米颗粒很容易将光转化为热，该团队能够将激光引导到放置在小鼠新鲜伤口上的敷料上，产生热量，迅速将其密封到位，并提供高水平的保护

炎症在身体对损伤的最初反应中占主导地位，但最终会消退，使身体得以重建。然而，糖尿病伤口可能会卡在第一档，保持持续的低度炎症，这会抑制愈合过程

亚利桑那州立大学化学工程教授、资深通讯作者Kaushal Rege博士说：“由于伤口处于停滞状态，我们想与敷料共同输送组胺，以推动炎症阶段的解决。然后我们可以引入另一种策略来照顾随后的愈合阶段。”

作者对受伤小鼠进行了11天的监测，发现与用含组胺的标准敷料或单独使用纳米材料敷料治疗的动物相比，用纳米材料敷料和组胺联合治疗的动物愈合速度最快

研究人员还对愈合的皮肤进行了机械测试，发现用纳米材料和组胺处理的组织最强，与未愈合的皮肤最相似

治疗究竟是如何如此迅速地加快这个过程的？为了更好地理解，研究小组通过评估基因表达和在显微镜下检查细胞来分析组织样本

他们发现，一种特定的免疫细胞类型，即N2中性粒细胞，在受伤后7天内的治疗伤口中非常普遍。作为免疫系统的第一反应者，这些细胞通常在一两天内清除，这使得它们在一周后出现在伤口中非常不寻常。但Yaron指出，由于已知它们会产生组胺和其他修复分子，这些免疫细胞也有可能是治疗的关键

该团队计划深入研究中性粒细胞存在的原因及其在伤口愈合中的作用

研究人员在研究中的下一步是看看他们是否可以通过加速炎症后阶段（细胞增殖和重塑皮肤组织）来进一步改善愈合

在第二组小鼠中，作者用他们之前开发的一对源自两种特定生长因子的纳米颗粒进行了初步治疗；体内固有的促进皮肤组织形成的蛋白质

该团队在不同的时间点将纳米颗粒注射到纳米材料处理的伤口床中，发现第六天的递送在伤口闭合和组织强度方面具有最佳效果。这个时间点对应于细胞开始增殖和重塑组织的过渡期

在老鼠身上取得了有希望的结果，作者们现在正在更大的与人类健康相关的动物模型中测试他们的策略，比如猪

“作者以一种独特的方式将以前存在的成分组合在一起。通过考虑生物活性递送的时间和分析免疫反应，该团队提出了一项令人印象深刻的研究。我相信他们在前进中处于有利地位，”国家生物医学成像和生物工程研究所（NIBIB）发现科学与技术部主任David Rampulla博士说