综述：慢性伤口愈合的新兴疗法：干细胞疗法、生长因子调节、机械策略和辅助干预的进展

本综述系统梳理了慢性伤口治疗领域的最新突破，重点探讨了干细胞（如MSCs、ASCs）的再生与免疫调节潜能、生长因子（VEGF、PDGF、EGF）的靶向递送策略、机械干预（NPWT、ESWT）的生物学机制，以及氧疗（HBOT）等辅助技术的协同作用。文章强调从传统对症处理向个性化再生医学的范式转变，为难治性伤口提供了多模态整合治疗新视角。

　　

干细胞疗法在慢性伤口愈合中的应用

基于干细胞的干预措施因其再生、免疫调节和旁分泌效应而备受关注。间充质干细胞（MSCs）源自骨髓、脂肪组织或脐带，是伤口应用中最广泛研究的细胞类型之一。这些细胞分泌多种生物活性因子，促进血管生成、抑制炎症并刺激常驻皮肤细胞的迁移和增殖。

脂肪组织已成为丰富且易获取的治疗细胞来源。脂肪源性再生细胞（ADRCs）是通过最小化处理从脂肪组织中直接分离的异质性再生细胞群，包含干细胞、祖细胞和免疫调节细胞。相比之下，脂肪源性干细胞（ASCs）则是从脂肪组织中特异性分离和培养的纯化多能干细胞，以其靶向再生能力和分化潜能著称。ADRCs可通过酶消化或脂肪抽吸物的机械处理获得，其定义为CD45阴性、CD90、CD73和CD105阳性细胞。与其他干细胞不同，ADRCs无需伦理问题即可轻松收集，并能分化为成脂、成骨、成软骨和成肌细胞等多系细胞。因此，ADRCs作为再生医学干细胞疗法的主要来源被广泛研究。

ADRCs无需培养扩增即可直接应用于伤口床，提供了更实用的床旁解决方案。最近的临床试验表明，基于干细胞的疗法可改善伤口闭合率、增强血管化并减少瘢痕形成。研究表明，与ADSCs共培养可增加人表皮角质形成细胞的迁移速率。Yasuhiko等人证明，冷冻保存的ADRCs在治疗烧伤伤口方面保留了显著的治疗潜力。即使经过冷冻和解冻，这些细胞仍能通过增强组织再生、减少炎症和改善损伤部位血管化来有效促进伤口愈合。这些结果表明，冷冻ADRCs可能为烧伤提供一种实用且有效的现成干细胞疗法选择。

来自不同来源的干细胞可用于伤口修复和再生，例如内皮祖细胞（EPCs）、成体干细胞（如骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）、脂肪组织干细胞（ASCs）、真皮干细胞（DSCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）。这些干细胞通过旁分泌信号和生长因子释放增强伤口愈合，导致成纤维细胞增殖和组织重塑。

在一项涉及75名慢性伤口患者的病例对照研究中，50名患者接受自体骨髓（BM）抽吸物（新鲜或培养）治疗，而25名患者接受每日盐水敷料治疗。值得注意的是，即使没有特异性识别、分离和选择性应用干细胞，新鲜和培养的BM抽吸物在第7天和第4周时与对照组相比，伤口表面积均显著减少。

为了最大化干细胞的治疗潜力，日本研究人员探索了将MSCs与生物工程支架和水凝胶基质相结合。一项研究引入了一种含有MSCs的新型水凝胶，其在提供结构支持的同时促进细胞存活和增殖。这种方法在动物模型中显著增强了伤口收缩和胶原沉积，为其临床应用铺平了道路。

iPSCs是通过在健康受试者体细胞中过表达Oct4、Klf4、Sox2和c-myc转录因子而产生的多能干细胞。iPSCs具有分化和补充皮肤中所有细胞类型的能力。人诱导多能成纤维细胞、人诱导多能MSCs和人诱导多能干细胞来源的囊泡具有加速伤口愈合的潜力。

尽管结果令人鼓舞，但挑战依然存在。目前，iPSC衍生产品尚未用于慢性伤口管理的临床。主要障碍包括致瘤性和基因组不稳定性风险、可变的分化保真度和表型漂移、潜在的免疫原性，以及良好生产规范（GMP）级制造、放大生产、成本和监管方面未解决的问题。因此，iPSC在伤口愈合中的研究仍处于临床前/早期转化阶段，近期的临床活动集中在自体/同种异体成体细胞产品和无细胞生物制剂上。

生长因子调节疗法

生长因子通过调节炎症、细胞迁移、增殖和血管生成，在协调伤口愈合过程中起关键作用。然而，在慢性伤口中，关键生长因子的内源性水平常常不足或功能失调。

几种重组生长因子已被开发用于治疗。血小板衍生生长因子（PDGF）是首批获得FDA批准用于糖尿病足溃疡的药物之一。血管内皮生长因子（VEGF）和表皮生长因子（EGF）也已被广泛研究，在临床前模型和临床环境中显示出增强血管生成和再上皮化的能力。

新兴策略旨在通过将生长因子封装在水凝胶、纳米颗粒或支架系统中来提高其稳定性和局部递送。此外，正在研究联合疗法，例如同时应用多种生长因子或与干细胞配对，以模拟生理性伤口愈合的复杂信号环境。然而，生长因子疗法的转化仍然受到半衰期短、生产成本高和潜在脱靶效应等问题的限制。

血小板来源的细胞外囊泡

血小板来源的细胞外囊泡（EVs/外泌体）是富含生物活性物质（蛋白质、脂质、miRNAs）的纳米级囊泡，可促进慢性伤口中的新生血管形成、刺激成纤维细胞迁移并调节炎症和瘢痕形成。实际转化取决于上游选择（供体来源）、分离/纯化方法和质量控制、以及稳定性/储存，新兴策略包括将EVs与先进敷料/水凝胶结合、与MSC/M2来源的EVs共同给药、或微针递送以提高组织生物利用度。这些机遇伴随着持续的标准化的需求（分离/表征、效力测定、剂量）和不断发展的监管途径。

早期人体数据支持其安全性：在一项首次人体、双盲、安慰剂对照的I期健康成人研究（Plexoval II; ACTRN12620000944932）中，单剂量同种异体、配体基外泌体亲和纯化（LEAP）的血小板EVs安全且耐受性良好；正如在这个具有快速基线愈合的急性模型中所预期的那样，闭合时间与安慰剂没有差异。这些发现证明了在延迟或慢性伤口患者中进行以疗效为重点的试验是合理的，并需遵守社区指南（例如，细胞外囊泡研究最低信息要求，MISEV）和严格的临床终点。

机械生物学干预

日本医科大学机械生物学实验室进行的研究表明，高皮肤张力和拉伸区域（如胸部、肩部和膝盖）特别容易形成瘢痕疙瘩，这表明机械力可能在局部炎症和成纤维细胞活化中起作用。

此外，最近的研究表明，机械敏感通路，特别是涉及YAP/TAZ信号的通路，在高机械应力区域上调。这些通路激活成纤维细胞，产生过量胶原蛋白，导致增生性瘢痕的夸张外观。

各种先进疗法已被开发用于增强愈合、减少并发症并改善结局。这些疗法利用机械、电力和压力基原理来解决愈合过程的不同阶段，从初始伤口闭合到长期组织再生和瘢痕重塑。其中最广泛使用的方式包括负压伤口治疗（NPWT）、体外冲击波疗法（ESWT）、超声波疗法和压力疗法。

负压伤口治疗

NPWT是一种成熟的治疗方式，通过对伤口床施加可控吸力，促进肉芽组织形成、减轻水肿并增强灌注。

这种压力对组织产生多种效应。它增强细胞机械转导，即细胞感知并响应机械力，导致对组织再生关键的成纤维细胞和角质形成细胞增殖增加。该疗法还通过提高VEGF的表达来刺激血管生成，增加新血管的形成，从而改善愈合组织的血液供应。此外，NPWT通过诱导细胞迁移和增强细胞外基质（ECM）成分（如胶原蛋白）的合成来促进肉芽组织形成，这对伤口闭合是必需的。该压力还能引流过多液体，减轻水肿和炎症，为愈合创造有利环境。

最近，基于机械生物学的干预措施，包括施加循环应变或剪切力的设备，已被探索用于刺激有益于组织再生的细胞反应。将机械疗法与生物制剂（例如，NPWT加干细胞或生长因子）相结合是一个日益增长的关注领域，旨在协同增强愈合。

体外冲击波疗法

ESWT使用高能声波（也称为冲击波）定向作用于伤口或受伤组织。这些波产生机械力，触发多种生物反应。冲击波产生压力波，刺激细胞产生生物活性分子，从而导致细胞增殖增强，特别是对伤口闭合和胶原形成至关重要的成纤维细胞。冲击波还提高VEGF和其他生长因子的表达，促进新血管形成（血管生成），改善伤口周围的血管化，并加速组织修复。此外，ESWT促进胶原纤维重塑，这提高了愈合组织的结构完整性，并有助于防止过度瘢痕形成。另外，ESWT可通过激活抗炎细胞因子和破坏慢性伤口中的生物膜来减少炎症和调节疼痛。

超声波疗法

超声波疗法利用高频声波在组织内产生机械振动。这些振动产生几个关键效应。超声波引起的微流和空化（气泡形成）增加了细胞通透性，允许氧气和营养物质更好地扩散到伤口部位。机械振动刺激成纤维细胞，促进胶原合成并改善ECM的组织，从而促进组织修复。超声波还通过增加VEGF的表达来刺激血管生成，增强血管形成。此外，超声波通过降低促炎细胞因子水平具有抗炎作用，促进伤口愈合从炎症阶段向增殖阶段过渡。

压力疗法

压力疗法涉及使用弹性绷带或衣物对受影响区域施加机械压力。机械压力改善静脉循环，减轻水肿，并增强向愈合组织输送氧气和营养物质。这个过程通过减少肿胀和改善组织氧合来促进愈合环境。压力还促进成纤维细胞增殖和胶原沉积，导致更好的伤口闭合和瘢痕重塑。此外，压力疗法鼓励伤口收缩，减小伤口大小，并有助于ECM内胶原的组织，增强组织愈合时的强度和弹性。

光生物调节

光生物调节是指低强度红光和近红外发光二极管（LED）照射以及低强度激光疗法（LLLT），可以调节线粒体信号（细胞色素c氧化酶）、一氧化氮生物利用度、ATP合成以及支持血管生成和肉芽形成的下游转录程序。在慢性伤口（例如糖尿病足和压力性损伤）中的小型随机对照研究表明，在选定的方案中，与常规护理相比，愈合动力学有所改善。然而，由于波长、能量密度（剂量）、辐照度、脉冲和治疗方案的异质性，结果存在差异，并且公认存在双相剂量反应。不良事件不常见；实际考虑因素包括设备质量、剂量测定控制以及避免在光敏背景下使用。需要进行更大规模、标准化的试验。

辅助氧基疗法

高压氧疗法

在整形外科中，高压氧疗法（HBOT）被认为是促进伤口愈合、减轻炎症反应和提高皮瓣存活率的成功辅助疗法。

瘢痕疙瘩切口在放疗后通常易感染。HBOT可以通过增加机体血氧容量和张力来改善局部血液循环和伤口愈合。基于此能力，我们创新地将辅助HBOT应用于瘢痕疙瘩治疗并取得了满意结果。氧气是脯氨酸和赖氨酸羟化、前胶原链聚合和交联、胶原转运、成纤维细胞和内皮细胞复制、有效的白细胞杀伤、血管生成以及许多其他过程所必需的。

HBOT涉及在专门的高压舱中于升高的环境压力下给予100%氧气。升高的氧水平导致更多氧气溶解在血浆中，显著增加向缺氧组织的氧气输送。

HBOT通过增强VEGF表达和内皮细胞增殖来刺激新血管形成。氧气是胶原生产的关键底物，确保成纤维细胞合成坚固、组织良好的纤维。随后增强胶原合成。

此外，高氧环境抑制厌氧菌生长并增强白细胞功能，促进更清洁的伤口床并导致感染减少。

局部氧疗法

局部氧疗法（TOT）可定义为通过持续输送或加压系统将氧气局部施加于受伤组织。虽然高压氧疗法价格昂贵，并且患者需要多次到高压氧诊所接受治疗。TOT可以通过提供可以在患者家中以更低成本进行的氧疗来解决这些缺点。氧气直接输送到伤口床，绕过体循环。

这种局部方法对于系统性氧气输送可能受损的慢性伤口有益。作用机制包括通过氧化应激增强细胞增殖、血管生成和细菌控制。

研究证明了HBOT和TOT在缩短愈合时间、提高移植物存活率和改善伤口结局方面的功效。接受HBOT治疗的糖尿病足溃疡患者在伤口闭合率方面显示出显著改善，截肢风险降低。

在烧伤护理中，HBOT加速上皮化并最小化瘢痕形成，突出了其在不同伤口类型中的多功能性。

除了HBOT的有益临床效果外，也描述了一些副作用和并发症。两个最常见的并发症是中耳气压伤（MEB）和幽闭恐惧症。患有MEB的患者会出现耳痛、耳平衡困难、压迫感，在罕见情况下会出现鼓膜破裂并伴有传导性听力缺损。鼻窦/副鼻窦、肺和牙齿气压伤是其他常见并发症。

未来策略

另一种改善伤口愈合的有前景的策略包括非常有前途的新兴技术——3D生物打印。3D生物打印技术允许通过原位生物打印技术以逐层方式直接在伤口本身上精确沉积皮肤结构和功能成分，而无需任何长期孵育。此外，3D生物打印、传感器和成像技术的结合将改善伤口愈合结局，并逐渐走向精准医学。例如，与电子元件集成的3D生物打印水凝胶基敷料允许实时监测伤口状况。尽管在皮肤生物打印领域取得了巨大成功，但仍然存在一些局限性。与用于伤口愈合的皮肤生物打印相关的主要限制是获取自体细胞以制造皮肤构建体所需的时间尚未充分减少。大面积烧伤患者需要在更短的时间尺度内进行治疗。因此，当前皮肤生物打印的重点在于加速伤口恢复并减少增生性瘢痕组织。

挑战与未来方向

尽管取得了令人鼓舞的进展，但慢性伤口愈合疗法仍面临重大挑战。伤口的异质性，受患者特定因素（如年龄、合并症和伤口病因学）的影响，常常导致治疗反应不一并使临床结局复杂化。此外，在晚期组织损失中可能存在再生限制。例如，在具有明显组织破坏的慢性伤口中（例如，严重缺血和纤维化、感染或放疗后的复合缺损），生物或细胞疗法可能会改善肉芽组织和局部生物学，但不太可能完全重建复杂的解剖结构。

在这种情况下，及时升级到重建策略（皮肤移植、局部/区域/游离皮瓣）、减负/血管优化以及感染/生物膜控制至关重要。现实的目标应优先考虑持久闭合、功能、减轻疼痛和生活质量，而不是完全的解剖学恢复。此外，干细胞分离技术、生长因子递送方法和机械治疗方案缺乏标准化，使得比较不同研究的结果和建立最佳实践变得困难。监管障碍和高经济成本进一步减缓了创新疗法从研究到广泛临床应用的转化。展望未来，未来的研究必须专注于开发个性化、多模式治疗方法，以适应个体伤口独特的生物学特征。智能递送系统的进步，例如刺激响应水凝胶，可能提供对治疗剂空间和时间释放的更好控制，而人工智能的整合可能有助于预测愈合轨迹和优化治疗选择，为更有效和高效的伤口护理解决方案铺平道路。

结论

慢性伤口愈合的下一代疗法日益整合再生医学和先进的辅助技术。干细胞疗法、生长因子调节和机械干预各自提供独特优势，并且当协同使用时，具有改变难治性伤口患者结局的潜力。持续的多学科研究和创新对于实现这些方法的全部潜力并将有效的、个性化的解决方案带入临床实践至关重要。