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皮肤扩张受细胞增殖和血管生成限制,传统干预方法存在缺陷。研究人员开展脱细胞脂肪基质衍生膜(AAF)用于皮肤扩张的研究。结果显示 AAF 可促进多种细胞活性,提升皮肤扩张效率,还能诱导脂肪再生。为皮肤扩张手术提供新策略。
在医学美容和创伤修复领域,皮肤扩张技术是一项重要手段。想象一下,当皮肤因创伤、烧伤或者先天性缺陷出现问题时,如何能获得与周围组织完美匹配的 “额外” 皮肤呢?皮肤扩张术就像一个神奇的 “皮肤制造机”,通过在皮肤下植入软组织扩张器,逐渐注入生理盐水,利用机械牵引让皮肤 “生长” 出多余的部分。但这个过程并不顺利,它受到诸多因素的制约。
皮肤扩张的效果主要取决于角质形成细胞、成纤维细胞的增殖能力以及血管生成的水平。就好比建造一座房子,角质形成细胞和成纤维细胞是建筑材料,而血管生成则是运输材料的道路,只有材料充足、道路畅通,房子才能顺利建造起来。然而,目前传统的促进皮肤扩张的方法却问题重重。在传统手术中,常用的药物局部涂抹或皮下注射方式,存在药物分布不均的情况,就像在花园里浇水,有的地方水太多淹死了花,有的地方水又不够。而且,频繁的皮下注射不仅增加了感染风险,还会延长治疗时间、增加治疗复杂性。此外,现有的干预方法大多只针对单一类型的目标细胞,缺乏系统性。
为了解决这些棘手的问题,第四军医大学的研究人员踏上了探索之路,开展了关于脱细胞脂肪基质衍生膜(Acellular adipose matrix derived film,AAF)在皮肤软组织扩张中应用的研究。他们的研究成果意义重大,为皮肤扩张手术带来了新的希望。
研究人员为开展这项研究,主要运用了以下关键技术方法:首先从人体脂肪组织获取样本,对其进行脱细胞处理去除细胞成分,接着进行冻干、研磨制成均匀的 AAF 粉末,然后用盐酸和胃蛋白酶消化,调节 pH 值形成预凝胶状态,再经 37°C 孵育转化为水凝胶结构,最后制成薄膜状结构的 AAF。
下面来看看具体的研究结果:
- 制备了 AAF:研究人员先对人体脂肪抽吸物进行脱细胞处理,去除细胞成分,再冻干去除水分,研磨成粉末(AAF 粉末),然后将 AAF 粉末在盐酸和胃蛋白酶溶液中消化,持续搅拌至完全溶解。
- 制备并检测了 AAF 的基本性质:经过一系列生物处理后,将材料在盐酸和胃蛋白酶存在下消化,调节 pH 值至 7.4 形成预凝胶,37°C 孵育转化为水凝胶结构,倒入模具并在低温下自然干燥,制成薄膜状结构的 AAF。
- 体外实验:实验证实 AAF 显著促进了人永生化表皮细胞(Human Immortalized Epidermal Cells,HaCaTs)、正常皮肤成纤维细胞(Normal Skin Fibroblasts,NFbs)和人脐静脉内皮细胞(Human Umbilical Endothelial Cells,HUVECs)的活性。就像给这些细胞注入了 “兴奋剂”,让它们活力满满地工作。同时,还发现 AAF 能诱导脂肪间充质干细胞(adipose mesenchymal stem cells,ASCs)分化为脂肪细胞,促进皮下脂肪再生,为皮肤的修复提供了更充足的 “软垫子”。
- 体内实验:在大鼠模型实验中,AAF 包裹扩张器展现出惊人的效果。它有效提高了皮肤扩张效率,让扩张区域的皮肤厚度明显增加。而且,与对照组相比,新血管密度显著增加,为皮肤的生长提供了丰富的 “营养通道”。更令人惊喜的是,没有出现感染或皮肤塌陷等并发症,并且首次发现 AAF 能在皮下区域成功形成新的脂肪组织,进一步增加了软组织的厚度。
从研究结论和讨论部分来看,AAF 创新性地融合了细胞外基质的仿生结构和缓释功能。它就像一个智能的 “皮肤修复助手”,通过调节表皮和血管单位的协同再生,解决了传统干预方法药物分布不均和感染风险的问题。其机械适应性(干态韧性 / 湿态可塑性)和诱导脂肪再生的能力,为皮肤扩张提供了结构强化和代谢支持的新策略,为组织工程材料的临床转化奠定了坚实的机制和实践基础。这项研究成果发表在《Biomaterials Advances》上,为未来皮肤扩张手术的发展指明了方向,有望让更多患者受益于这一创新技术,开启皮肤修复与再生的新篇章。