PTB联合脂肪干细胞纳米支架促进皮肤创面愈合的实验研究

Chronic skin ulcer is a general-existing problem and difficult to be solved. The satisfactory treatment will have both scientific and social significance. Stem cell and tissue engineering technology combined with photochemical Tissue Bonding (PTB) will be a promising technology that could rapidly improve wound healing. In this project, adipose stem cells will be chosen as seed cells, with the scaffold of silk protein or chitosan to improve the attachment and proliferation, as well as to prevent the photobleaching of Rose Bengal from the light. Then PTB with low level green light and Rose Bengal as photo sensitizer will be applied to improve the healing efficiency. Sequential therapy with different combination will be studied to screen a superior method to cure the chronic skin ulcer on rat model. The possible mechanism will also be explored.

慢性皮肤溃疡是发病率逐年升高的临床常见病症，严重影响患者生活质量，并有一定的死亡率。干细胞及组织工程技术联合光化学组织愈合(PTB)将是治疗组织愈合的有效策略。本课题旨在解决临床问题，将PTB与干细胞和纳米组织工程技术优势互补，以达到治愈慢性皮肤溃疡的目的。课题拟采用脂肪干细胞作为皮肤种子细胞，初筛丝素蛋白及壳聚糖作为纳米级支架材料，将光敏剂与脂肪干细胞包被于纳米支架内形成复合体，并优化制备工艺，以期不但可以供给干细胞最优良的生存环境，还可能最大程度地预防PTB中光敏剂的漂白效应，采用磁力吸引法建立大鼠的慢性皮肤溃疡模型，进而在动物体内实施PTB治疗，观察皮肤溃疡面愈合效果的同时，检测组织愈合过程中的相关细胞因子，探讨该过程可能的发生机制。

本项目利用绿光的光调作用和脐带间充质干细胞技术，聚焦慢性皮肤溃疡（CSU），目的是促进临床常见问题--CSU的快速无瘢痕愈合。我们首先建立了小鼠的皮肤溃疡创面动物模型，给予532nm绿光刺激，观察其对小鼠皮肤创面模型的促愈合作用，对比了不同能量密度和照射频率进行条件摸索和优化，最终选择低剂量组（1.92J/cm2）和间歇频率进行干预，小鼠皮肤创面每隔2天照射一次，共计3次照射记为一个疗程，实验数据显示低能量绿光照射组的创面愈合速度更快，在光调作用的辅助下愈合处皮肤内胶原I和胶原III含量明显高于高剂量组合对照组，且TGFβ3等相关细胞因子的表达也显著升高。在此基础上，为了进一步验证干细胞对皮肤创面的促愈能力，我们构建了兔耳皮肤创面模型。抽取兔的自体血提取浓缩细胞因子（CGF），前期经过大量的实验反复测试，发现相对于CGF直接提取物、CGF冻干粉及冻干片等性状，CGF凝胶与人脐带间充质干细胞相容性最理想，我们将混合物作用在局部创面，观察愈合情况。与对照组相比，实验组的创面愈合速度明显更快，且愈后的皮肤组织基本可以达到无瘢痕。免疫组化结果显示，愈合处的组织内新生血管数量明显增多，VEGF呈显著高表达。综合以上实验数据，我们得出结论，脐带间充质干细胞联合自体CGF凝胶不但可以有效加速皮肤创面愈合，还有助于实现无瘢痕愈合，可能的发生机制跟愈合初期局部新生血管大量增生等有关。.本项目通过大量的实验和数据分别证实了低剂量激光，以及间充质干细胞联合生物材料对于创面愈合的促进效果，为更好地解决CSU长期难愈、并发症多的问题提供了新的治疗思路。目前课题内容虽然告一段落，但是在该方向的研究并未停止，我们仍在现有的数据基础上进一步探索具体机制，并根据本项目积累的经验，提出新的设想，希望在CSU无瘢痕化快速愈合领域开发更多的方法转化临床，解决患者实际困难，造福社会。