科学家们设计了一种合成的可生物降解的泡沫,可以抑制炎症、促进血管生长并支持慢性皮肤伤口的快速愈合,这一创新有朝一日可能会改善对患病患者的治疗,并可能降低重大全球健康问题的成本。
这种新材料在患有慢性皮肤伤口的猪身上进行了测试,与被认为是护理“黄金标准”的临床伤口愈合产品相匹配或优于该产品。研究表明,研究材料有朝一日可能会加速皮肤伤口无法愈合的患者的组织修复。
仅在美国,就估计有450万人患有慢性皮肤伤口,并造成968亿美元的美国医疗保健费用。据世界卫生组织称,伤口愈合问题在其他国家同样昂贵且普遍,这使得该问题成为全球健康问题。
在田纳西州,范德比尔特大学的科学家们正在研究一种可生物降解的泡沫敷料,它可以加速慢性皮肤伤口的修复,同时减少炎症和促进血管生成。到目前为止,已在《科学转化医学》和bioRxiv上报道的该团队的动物研究表明,可生物降解的泡沫敷料对人类有希望。
“皮肤愈合受损和发展为慢性伤口是一个普遍且日益严重的医学问题。”主要作者Prarthana Patil和范德比尔特大学的一组研究人员写道,他们正在开发一种聚硫缩酮聚氨酯泡沫敷料,以最终治疗顽固的伤口,例如缓慢的伤口。愈合由外伤引起的皮肤溃疡或挫伤。
迄今为止的所有科学结果都涉及猪动物模型。虽然猪的快速愈合是显着的,但这种改进并不涉及任何天然材料,只是高度专业化的合成生物材料。
“天然衍生的生物材料具有良好的治疗效果,但它们的低机械性能和高昂的成本限制了它们的性能和使用,”帕蒂尔断言。“合成材料的制造成本低廉,并且具有更广泛的物理化学特性。聚酯是临床测试最多的合成生物材料,但它们的水解会释放出酸性降解产物,从而导致自催化降解。”
输入一些完全不同的东西:范德比尔特敷料,至少在猪身上,它通过促进新的健康组织生长和促进健康新血管的发育来帮助促进有效、快速的愈合。科学家说,这种材料不仅生产成本更低,而且可以塑造成更广泛的物理特性。
在猪切除伤口模型中,与获批的NovoSorb Biodegradable Temporizing Matrix产品相比,新型泡沫获得了更高的伤口愈合分数、更好的血管灌注和更强的炎症控制。聚硫缩酮聚氨酯泡沫还与广泛使用的 Integra 双层伤口基质的性能相匹配,被认为是医院的“黄金标准”。猪研究的发现表明,这种新泡沫最终可能会在临床环境中提供一种高性能的合成替代品。
无法愈合、愈合缓慢或容易复发的皮肤伤口称为慢性皮肤伤口。发生慢性伤口的原因有很多——糖尿病是主要原因,尤其是糖尿病皮肤溃疡。但其他慢性问题比比皆是:创伤、烧伤、感染、血管问题和皮肤癌。需要很长时间才能愈合的伤口需要特别护理,这有助于解释为什么科学家长期以来一直在寻找更好、更有效的生物材料。
“成人慢性溃疡平均需要大约1年才能痊愈;复发率很高,患有糖尿病皮肤溃疡的患者5年死亡率约为40%,”Patil及其同事写道。“慢性伤口的特点是持续性、低度炎症,多形性单核白细胞大量涌入,这些白细胞分泌炎性细胞因子、分解细胞外基质和生长因子的蛋白水解酶。过量的活性氧会导致氧化应激并减少血管生成、细胞外基质沉积和成纤维细胞和角质形成细胞的愈合能力。”
更糟糕的是,未闭合的伤口细菌感染和生物膜形成的发生率很高,研究小组在他们的研究中写道,并指出可能危及生命的情况进一步加剧了局部炎症失衡。
“我们系统地探索了一系列具有不同亲水性的活性氧可降解聚硫缩酮聚氨酯泡沫,作为用于伤口愈合的替代类合成生物材料。”Patil和团队报告说。
大多数慢性皮肤伤口采用传统的伤口敷料或更新的选择,例如模拟支持性细胞外基质的合成或动物来源的生物材料来治疗。几种动物源性细胞外基质敷料已获准用于临床,但它们面临原材料采购和成本高昂的挑战。具有加速愈合能力的具有成本效益的材料将改变游戏规则。
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