伤口活性敷料是什么文献精读：活性氧可降解聚硫酮聚氨酯泡沫敷料促进猪皮肤创面修复

多孔、可吸收的生物材料可以作为临时支架，支持细胞渗透、组织形成和无法愈合的皮肤伤口的重塑。聚酯是一类公认的合成生物材料，然而它水解释放出的酸性降解产物可能导致自催化降解控制不佳。

最近，美国田纳西州纳什维尔范德比尔特大学生物医学工程系的Craig L. Duvall（通讯作者）团队探索了具有不同亲水性的活性氧（ROS）可降解聚硫酮（PTK）氨基甲酸酯（UR）泡沫用于皮肤伤口愈合。最亲水的PTK-UR变体在硫代金属键的两侧各有7个乙二醇基（EG7）重复，表现出较高的ROS反应活性，并具有最佳的促进猪皮肤伤口组织渗透、细胞外基质（ECM）产生和再上皮化的能力。与疏水性的PTK-UR支架相比，EG7诱导的异物反应更弱，能招募更多的再生免疫细胞群体，1型炎症得到缓解。与聚脂UR泡沫NovoSorb生物可降解临时基质（BTM）处理的猪伤口相比，EG7 PTK-UR泡沫处理的猪伤口有更多的ECM产生、血管形成和促炎免疫细胞分解，并且相对于临床完整双层伤口基质（BWM），有更多的早期血管灌注量。在猪缺血皮瓣切除创面模型中，与NovoSorb BTM相比，EG7
PTK-UR治疗可达到炎症更低、再上皮化更佳、创面愈合评分更高的效果。PTK-UR泡沫作为伤口愈合应用的合成生物材料值得进一步研究。

（A）显示多硫缩醛（PTK）二醇主链中乙二醇单元数（0至7）受控变化的化学结构。（B）异氰酸酯和PTK二元醇的反应性液体模塑产生共价交联的三维PU（聚氨酯）网络，其具有相互连接的孔（扫描电子显微镜图像），从而允许细胞渗透。（C）氨基甲酸酯（UR）膜接触角测量和（D）测量的接触角和计算的PTK二醇log P值之间的相关性，结果看出是呈正相关的。（E）在水合、含水条件下压缩测量的UR支架模量。（F）与通过DPPH抑制测定的PTK-UR相比，PE-UR支架的自由基清除能力。（G）在细胞（NIH3T3成纤维细胞）暴露于25或50 µM H₂O₂24小时后，测定PTK二醇的细胞保护性能（匹配的TK含量）。（H）使用Amplex Red（H₂O₂探针）测量从小鼠皮下空间取出的聚酯–氨基甲酸酯（PE-UR）和EG7 PTK-UR支架内的体外H₂O₂浓度。（I）在37 ℃下，在PBS中孵育的PTK-UR支架在实验过程中保持完好，质量损失最小。（J）从实验数据得出的降解常数。（K）在第0天和第15天，在PBS或2% H₂O₂/0.01 M CoCl₂中孵育的PTK-UR支架的扫描电子显微镜图像。

（A）代表性的三色图像，显示了创伤床内支架的整体整合和支架孔内的细胞浸润。vWF免疫组织化学（IHC）显示支架浸润肉芽组织内的血管化（棕色），星号表示支架残余。（B）用支架占据的伤口厚度来衡量散装支架的整合程度。PTK二醇EG含量与支架孔内的组织浸润百分比（C）和PTK二醇EG含量与血管面积（D）之间的相关性。（E）典型的MPO（中性粒细胞）和CD206（M2巨噬细胞）支架浸润性组织的IHC图像。结果看出，所有五种PU处理都将炎性细胞，包括髓过氧化物酶阳性（MPO⁺）中性粒细胞和CD206⁺巨噬细胞招募到支架中。（F、G）分别为第10天MPO⁺中性粒细胞和CD206⁺巨噬细胞染色定量。（H）支架植入后10天，猪皮肤伤口床中炎性介质的大量组织基因表达分析。结果看出，与所有其他治疗组相比，EG7 PTK-UR支架治疗的伤口与炎症相关mRNAs的表达持续降低相关。

（A） 24天内支架植入和伤口愈合的代表性图像。（B）免疫组化：具有代表性的细胞角蛋白14显示伤口再上皮化。（C）伤口愈合测量。顶部:相对于初始伤口大小（第0天）的量化伤口面积（第24天）。下图:被细胞角蛋白14⁺（CytK14⁺）角质形成细胞覆盖的伤口长度的百分比。（D）支架植入后24天，分析的肉芽组织的代表性三色图像。对（E）肉芽组织，（F）胶原沉积，（G）上皮化和（H）炎症的三色和H&E图像的分析来评估伤口评分，可以看出，EG1 PTK和EG2 PTK支架残余物主要存在于肉芽组织的下部，被密集的免疫细胞所包围。相反，EG7 PTK-UR支架均匀地分布在肉芽组织中，并且与炎性细胞的密集无关。（I）每种测试支架类型的累积伤口愈合评分。累积伤口评分显示，与更疏水的PE、EG1和EG2 PTK制剂相比，EG7 PTK治疗的伤口的伤口愈合和修复质量较佳。

（A）治疗后24天猪切除皮肤伤口的CCR7、CD3和αSMA免疫组化染色。（B） CCR7染色强度作为与支架残余边缘距离的函数的量化。结果显示M1巨噬细胞与支架残余物紧密结合，CCR7染色强度随着与支架边缘的距离而降低。在距支架边缘大于50 µm的距离处，与900t PE、EG1和EG2 PTK支架相比，EG7 PTK支架残余物周围的染色强度也显著较低。（C）伤口内CD3⁺像素面积的量化。结果显示，与EG1和EG2 PTK支架相比，EG7 PTK支架残余物周围的密度显著较低。（D）第24天猪伤口支架内促炎因子TNFA、IFNG、CSF2和CD40LG的表达的qRT-PCR定量。（E）在小鼠中皮下植入EG2 PTK（空心柱）和EG7 PTK（粉红色实心柱）支架后21天，对支架浸润的髓样和淋巴样细胞群进行定量。（F）在EG2与EG7支架中，FOXP3⁺和GATA3⁺浸润CD4辅助T细胞的百分比。（G）与EG2 PTK支架相比，CD301b在EG7支架浸润性CD206⁺巨噬细胞中的表达。

（A）创面后24天，编码ECM成分、重塑酶和生长因子的基因的组织差异基因表达。基因表达被分析并显示为颜色编码的热图。（B）相对于900t PE处理的伤口，所选基因的表达倍数变化（FC）。例如可以观察到，EG7 PTK支架处理的伤口的编码ECM蛋白的基因表达量高出约四倍，这些基因包括肉芽组织和胶原蛋白等。已知在细胞粘附、迁移中起重要作用和增殖的整合素在EG7 PTK治疗中也显著上调。TIMP2（金属蛋白酶组织抑制剂）的增加–这是一种由基底角质形成细胞产生的MMP的重要抑制剂。结合MMP表达数据，表明 MMP与其抑制剂之间实现了稳态平衡，这反映了EG7 PTK治疗组在更成熟的愈合阶段对伤口的主动重塑。

（A）显示支架植入和暂时闭合2 cm x 1 cm猪皮肤伤口的图像，这些伤口使用了胶原基Integra双层伤口基质（BWM）、PE基NovoSorb生物可降解临时基质（BTM）或EG7 PTK-UR泡沫塑料。（B）伤口愈合的动力学。箭头表示建议从Integra和NovoSorb上移除保护层的时间点。（C）用激光多普勒血流成像（LDPI）测量支架伤口内的相对血液灌注量。可以观察到在较早的时间点（第10天和第17天），EG7 PTK-UR组的创面灌注量明显高于Integra组和NovoSorb组，提示有更高的新生血管生成。（D）不同真皮替代物处理31天后伤口切片的三色和H&E图像，显示浸润性组织的质量和残余细胞对支架残留物的反应。（E）通过对胶原沉积、上皮化和异物巨细胞（FBGCs）的三色和H&E图像进行治疗盲法病理组织学评分，半定量分析伤口愈合情况，得出累积伤口愈合评分。结果表明，在Integra和EG7 PTK治疗的创面之间，胶原沉积、再上皮化和FBGC密度相似。

（A）NovoSorb和EG7 PTK-UR治疗创面的vWF、CCR7和CD3的免疫组化图像。（B）使用ImageJ对vWF、CD3和CCR7阳性像素进行量化。与用NovoSorb处理的伤口相比，在EG7 PTK处理的伤口中CD3阳性T细胞的密度显著更低，这表明炎症伤口愈合阶段的解决以及支架残余物周围炎症的减少。（C）与伤口愈合和重塑相关的ECM成分、重塑酶和生长因子编码基因的相对表达。（D）EG7 PTK-UR处理的创面促炎基因（黑色）和抗炎基因（绿色）的表达（相对于NovoSorb）。

（A）切除创面隆起双蒂皮瓣模型示意图。（B）用NovoSorb或EG7 PTK-UR治疗的缺血皮瓣切除皮肤创面随时间的图像。（C）用PU泡沫处理后局部缺血伤口表面积变化的动力学。箭头表示移除NovoSorb保护性上层的时间点。（D）血液灌注量化为支架植入的缺血伤口床内的总流量。箭头表示从NovoSorb去除保护层的时间点，该过程破坏肉芽组织并刺激新血管形成反应。（E、F）细胞角蛋白14（CytK14）免疫组化显示和量化伤口再上皮化的终点百分比。（G）H&E和三色染色伤口切片的代表性显微图像，显示PU泡沫的浸润性空隙中细胞渗透（两个图像中的粉红色/红色）和胶原沉积（三色染色中的绿色）的程度，表明NovoSorb支架残余物周围显著增加的细胞密度和炎症。（H、I）伤口愈合子类别得分和累积伤口愈合指数。IHC代表图显示MPO⁺嗜中性粒细胞（J）和CCR7⁺巨噬细胞（K）的空间组织和密度。EG7 PTK-UR显示很少残余的中性粒细胞，而用NovoSorb处理的伤口中观察到更高密度的CCR7⁺巨噬细胞和FBGCs。

该团队开发了一种以前未鉴定的EG7 PTK-UR泡沫敷料，它有助于大块组织–支架整合，细胞和血管浸润，以及伤口表面重建。这些植入物除了促进细胞外基质产生、再上皮化外，还缓解中度炎症反应，促进伤口有效愈合。当在猪切除伤口中对临床批准的材料进行测试时，EG7 PTK-UR具有更高的血管化和与标准生物材料Integra BWM相似的伤口闭合，并显著优于合成PE基泡沫NovoSorb。