令人惊叹的无疤痕手术将活体皮肤直接印入伤口

令人惊叹的无疤痕手术将活体皮肤直接印入伤口尽管整形外科技术不断进步，但使用植皮修复头面部全层皮肤缺损仍是一项挑战。它可能导致疤痕、永久性脱发和植皮失败。但现在，宾夕法尼亚州立大学（PennsylvaniaStateUniversity）的研究人员首次在大鼠手术中用三维打印技术打印出了具有毛发生长潜能的全厚活体皮肤，立即纠正了动物头部的严重皮肤缺损。该研究的通讯作者易卜拉欣-奥兹博拉特（IbrahimOzbolat）说："为矫正面部或头部受伤或疾病造成的创伤而进行的重建手术通常并不完美，会造成疤痕或永久性脱发。通过这项工作，我们在老鼠身上展示了具有长毛潜力的生物打印全厚皮肤。这距离在人类身上实现更自然、更美观的头面部重建又近了一步。"从解剖学上讲，皮肤有三层：最外层（可见）的表皮、中间的真皮和最深层的皮下组织。真皮下层由结缔组织和脂肪组成，为头骨提供结构和保护性支撑。毛囊的根部延伸到真皮下层，这就是头发开始生长的地方。奥兹博拉特说："真皮下层直接参与干细胞变成脂肪的过程。这一过程对包括伤口愈合在内的几个重要过程至关重要。它还在毛囊循环中发挥作用，特别是在促进头发生长方面。"他和宾夕法尼亚州立大学的研究小组此前曾使用两种不同的生物墨水同时三维打印软硬组织，以修复啮齿动物头骨和皮肤上的孔洞。在目前的研究中，他们更进一步。他们从接受手术的病人的脂肪组织中提取分子和蛋白质网络（细胞外基质），为组织提供结构和稳定性。这构成了生物墨水的一个组成部分。第二种成分是从脂肪组织中提取的干细胞。第三种是含有纤维蛋白原的凝结溶液，帮助其他成分与损伤部位结合。每种成分都分别装入生物打印机的不同隔间。活体皮肤3D打印过程示意图奥兹博拉特说："这三个隔间让我们能够在精确控制的情况下，将基质-纤维蛋白原混合物与干细胞共同打印出来。我们直接在受伤部位打印，目标是形成真皮下层，这有助于伤口愈合、毛囊生成、温度调节等。我们在大鼠身上进行了三组研究，以更好地了解脂肪基质的作用，我们发现基质和干细胞的共同输送对真皮下层的形成至关重要，只有细胞或基质才能有效发挥作用，必须同时进行。"为了找出完美的混合物，研究人员对三种含有不同数量细胞外基质的生物墨水进行了实验。在对下真皮层和真皮层进行生物打印后，外表皮层在两周内自行形成，伤口几乎完全愈合。他们还发现，真皮下层含有"下生长"，即毛囊发育的雏形。研究表明，脂肪干细胞与毛囊密切相关，并可能通过释放生长因子驱动毛囊生长。实验中，脂肪细胞可能改变了细胞外基质，使其更有利于向下生长的形成。研究人员正在努力推进这项工作，使毛囊成熟，并控制其密度、方向性和生长。研究论文中包含的以下视频展示了直接打印到老鼠头部伤口上的三维生物打印技术。视频中出现了血淋淋的开放性伤口，因此如果您胆小，最好还是跳过这段视频。研究人员希望他们的技术，尤其是毛发生长能力能够改善整形手术的"外观"，使其看起来更自然，这将对患者的心理健康产生积极影响。他们正在研究如何将先前的工作、3D打印骨骼和研究如何匹配各种肤色的色素。"我们相信，这项[技术]可以应用于皮肤科、毛发移植以及整形和重建手术--它可以带来更加美观的结果，凭借全自动生物打印能力和临床级别的兼容材料，这项技术可能会对精确重建皮肤的临床转化产生重大影响"。这项研究发表在《生物活性材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422419.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422419.htm

新研发的磁性凝胶通过锻炼皮肤细胞 使伤口愈合速度提高两倍

新研发的磁性凝胶通过锻炼皮肤细胞使伤口愈合速度提高两倍左起：LeZhicheng博士与液态磁性凝胶样品，AndyTay助教与预装凝胶的绷带，寿宇峰博士与磁刺激装置图/新加坡国立大学糖尿病足溃疡患者通常会被告知不要在伤口上施加任何重量，因为这样做会杀死脆弱的新生皮肤细胞，从而阻碍伤口愈合。尽管如此，对皮肤的一些机械刺激会促使新的皮肤细胞生长，从而帮助伤口愈合。这种情况有点矛盾，因此新加坡国立大学的科学家们创造了这种特殊的水凝胶。新研发的材料含有微小的磁性颗粒和两种经美国食品及药物管理局批准的皮肤细胞：角质细胞和成纤维细胞，前者在皮肤修复中发挥关键作用，后者则在皮肤中形成结缔组织。当伤口部位暴露在外部设备产生的动态磁场中时，磁性微粒会做出反应，四处移动，但不会太剧烈，细胞也会随之移动。这些细胞与患者自身的皮肤细胞相互作用，本质上是对它们进行温和而有效的锻炼。将受伤的脚放入磁刺激装置中进行两到三个小时的治疗新加坡国立大学在对小鼠进行的测试中，凝胶疗法使真皮成纤维细胞（皮肤细胞的主要类型）的生长率提高了约240%，而且使其胶原蛋白的生成率提高了一倍多。治疗还改善了角质细胞和其他细胞之间的交流，促进了伤口处新血管的生长。"磁响应水凝胶与无线磁诱导动态机械刺激相结合，解决了伤口愈合中的基本难题，"有关这项研究的《先进材料》论文的共同第一作者寿宇峰博士说。"这些原理和我们技术的适应性，以及它对病人的普遍易用性，意味着它可以应用于改善糖尿病以外的各种情况下的伤口愈合，包括烧伤和慢性非糖尿病溃疡。"参与这项研究的还有南洋理工大学、中山大学、武汉理工大学和科学技术研究署的科学家。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391097.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391097.htm

高科技生物活性墨水笔可将愈合凝胶直接涂在伤口上

高科技生物活性墨水笔可将愈合凝胶直接涂在伤口上该系统以一支3D打印笔为中心，其中包含海藻酸钠凝胶和被称为细胞外囊泡（EV）的颗粒。后者是由白细胞自然产生的，在减少炎症和在受伤部位形成新血管方面发挥着巨大的作用。凝胶和EV在笔尖相互混合，形成一种坚固的粘性墨水，被挤压成任何形状或大小的切口。在对人类上皮细胞进行的测试中，应用该墨水使这些细胞进入愈合过程的增殖阶段，其中新血管形成，炎症物质减少。此外，在对受伤的小鼠进行测试时，发现PAINT系统能够促进胶原纤维的生产。经过治疗的一组动物的大伤口在12天后几乎完全愈合，而未经治疗的对照组的伤口在当时"在愈合过程中几乎没有进展"。关于这项研究的论文--由李丹、丁先光和王连辉领导--最近发表在ACS应用材料与界面杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363163.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363163.htm

中国科学家打造“类真人皮肤”：受伤1小时完全愈合

中国科学家打造“类真人皮肤”：受伤1小时完全愈合中国科学家赋予离子皮肤自我修复性能，让它像真正的皮肤一样，既可以感受外界应力又可以自愈合。中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队根据触觉细胞的机械刺激响应原理，模拟真实人体皮肤的自愈功能和生物离子信号传递机制，设计合成了一种含有动态二硫键功能基团和氯取代基的新型热塑性聚氨酯材料。聚氨酯中含有的动态二硫键一直在进行可逆的动态键合，无需额外的能量即可使伤口在室温下也能快速自主自愈。在光学显微镜下对离子皮肤伤口进行观察，无论是从正面还是从侧面看，离子皮肤在受伤一小时后，伤口近乎完全愈合。其触觉反馈也可以随着伤口的愈合而恢复至最初的状态。模拟人体皮肤的离子皮肤示意图以及刺激响应原理示意图离子皮肤伤口自愈合的光学显微镜图该项目提出了一种同时恢复伤口和触觉功能的离子皮肤技术的新概念。可以预见的是，此类研究在机器人皮肤和可穿戴医疗领域中将大有作为。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341489.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341489.htm

肠道可能掌握着更好、更快地愈合肌肉损伤过程的关键

肠道可能掌握着更好、更快地愈合肌肉损伤过程的关键更重要的是，这些新发现是在一个偶然的情况下出现的，当时哈佛医学院（HMS）的研究人员在肌肉细胞中发现了一类特殊的T细胞--Tregs。Tregs通常存在于结肠中，帮助维持肠道健康，在小肠和大肠之外很少见到。该研究的共同作者、HMS的免疫学研究员博拉-汉娜说："我偶然发现了一些看起来非常相似的细胞，它们具有源自肠道的Tregs的所有相同特征。这引起了我们的注意，因为我们知道这些细胞是在肠道中产生的，并且是由微生物群塑造的。"通过在小鼠身上使用光标记的结肠Tregs，科学家们能够首次观察到这些细胞从肠道中出来，在身体周围移动，并进入动物的肌肉。通过进一步的研究，他们能够确定Tregs不仅协助修补受伤的肌肉，而且当它们不存在时，恢复的组织显示出更多的炎症和疤痕。进一步的调查显示，在炎症在受伤部位完成其工作后，通过抑制一种叫做IL-17的炎症信号，Tregs帮助肌肉更好地愈合。汉娜说："当肌肉正在愈合时，你需要在一定的时间范围内有一定剂量的炎症反应。而在缺乏这些肠道调节性T细胞的情况下，我们发现炎症的程度会变得更高，并延续更长的时间，而你最终的修复效果会更差。"进一步调查发现，肠道Tregs也在肝脏、肾脏和脾脏中巡逻，尽管数量较少。当它们的数量在肝脏中被提高时，发生了类似的炎症调节过程，愈合的组织显示出比没有它们时更少的疤痕，科学家认为这对脂肪肝等疾病具有治疗的可能性。"观察表明，肠道微生物驱动着一类调节性T细胞的产生，这些细胞不断地从肠道中流出，作为哨兵感知身体远处的损伤，然后作为使者修复这种损伤，"共同作者、HMS的Blavatnik研究所的免疫学教授DianeMathis说。这些发现也强调了保持健康的肠道微生物组的重要性，并提出了关于治疗肌肉骨骼损伤的抗生素如何影响身体的自然愈合过程的问题。Mathis说："众所周知，抗生素可以根除有益的肠道微生物，作为其主要功能的附带损害，也就是杀死有害细菌。我们的研究结果进一步强调了明智地使用抗生素的重要性，这对远远超出肌肉恢复的许多原因来说是很重要的。"该研究发表在《免疫》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347489.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347489.htm

对“波浪形伤口”的新认识可能有助于发展使术后愈合得更快的方法

对“波浪形伤口”的新认识可能有助于发展使术后愈合得更快的方法在KJimmyHsia教授的领导下，新加坡南洋理工大学的一个团队开始使用一种微图案的水凝胶，其表面播种了马丁-达比犬的肾脏细胞。虽然这些细胞是从狗的肾脏中获得的，但它们是人类皮肤中也有的那种上皮细胞。研究人员接着在水凝胶上做了许多切口，这些切口模拟了伤口，凝胶模拟了人类皮肤和底层组织。这些切口的宽度从30到100微米不等，并以各种弯曲模式进行切割，从相当蛇形到完全直线。利用粒子图像测速法（这是一种研究流体流动的光学测量技术），科学家们随后观察了64个小时，细胞开始弥合切口形成的缝隙。这个过程被称为重新上皮化，它是外部伤口自然愈合的手段。研究发现，在较宽的伤口上，细胞以一种"漩涡状"的方式移动。然而，在直的伤口上，细胞倾向于以平行于伤口边缘的直线移动。由于细胞运动模式的这种差异，波浪形伤口的愈合速度几乎是直线伤口的五倍。波浪形伤口的愈合速度比相同大小的直形伤口快得多的一个例子：南洋理工大学该研究论文的第一作者、博士生徐红梅说："与直线伤口相比，波浪形伤口引起的高度不均匀和旋转运动使细胞有更多机会移动。这使细胞能够迅速与伤口边缘相反部位的类似细胞连接，形成桥梁，并比直的伤口间隙更快地关闭波浪形的伤口间隙"。现在，人们希望这一发现能够带来新的方法，使手术切口愈合得更快，瘢痕更少，从而降低感染等并发症的概率。这篇论文最近发表在PNAS杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359817.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359817.htm