基于自组装肽纳米纤维支架的生物活性材料促进深部皮肤烧伤修复的研究

为解决深部皮肤烧伤修复中面临的感染风险高、愈合缓慢及瘢痕形成等问题，研究人员开发了一种具有细胞外基质(ECM)模拟结构的超分子聚合物支架，该支架通过整合REGRT生物活性肽段显著加速伤口愈合。实验证实，20 mol% REGRT功能化的肽两亲性(PA)纳米纤维可促进角质形成细胞迁移并降低早期炎症反应，在临床相关的小鼠深部烧伤模型中实现早期伤口闭合率提升50%。这一成果为烧伤治疗提供了兼具机械支撑与生物活性的新型可降解材料方案。

　　

深部皮肤烧伤是临床面临的重大挑战，现有治疗方法如自体皮肤移植存在供体部位限制，而Integra等合成支架需二次手术且易感染。据统计全球每年约18万人死于烧伤，其中90%由热损伤引起。这类损伤破坏表皮、真皮及皮肤附属结构，导致感染风险激增和严重瘢痕形成。传统治疗难以协调机械支撑与生物活性的矛盾，亟需开发能同时促进组织再生并调控炎症微环境的新型材料。

针对这一难题，路易斯安那州立大学健康科学中心新奥尔良分校(Louisiana State University Health Sciences Center - New Orleans)的研究团队在《Biomacromolecules》发表创新成果。研究人员设计出两种肽两亲性分子(PA)：基础型Diluent PA(C₁₆V₃A₃E₃)和生物活性型REGRT PA(C₁₆V₃A₃E₃G₄REGRT)，通过共组装形成纳米纤维支架。关键技术包括：1)固相肽合成制备高纯度PA；2)临界聚集浓度(CAC)测定和透射电镜(TEM)表征纳米结构；3)流变学评估离子交联凝胶性能；4)建立20%体表面积(TBSA)的小鼠深部烧伤模型；5)组织学分析再上皮化和胶原沉积。

材料表征显示，6 μM CAC值证实自组装能力，TEM观察到直径约10 nm的纤维结构。圆二色谱(CD)证实β-折叠构象，但REGRT PA的218 nm最小值蓝移提示分子动态性增强。流变测试表明，20 mol% REGRT PA的储能模量(G′)比基础型低1个数量级，更利于细胞迁移。体外实验证实，10 mM PA凝胶中HEK293细胞存活率>95%，共聚焦显微镜显示细胞可穿透支架三维网络。

在20% TBSA烧伤小鼠模型中，RG PA治疗组展现出显著优势：

1. 早期愈合加速：第3天伤口闭合率较对照组提高2.3倍(p=0.017)，第7天仍保持1.8倍优势(p=0.0382)
2. 组织学改善：第15天H&E染色显示完全再上皮化，Masson染色显示更密集的I型胶原沉积
3. 无炎症反应：28天时未见异物反应，符合PA材料的良好生物相容性

机制上，REGRT序列通过激活细胞外信号调节激酶(ERK)通路双重调控：既减少早期中性粒细胞浸润，又促进角质形成细胞迁移。这种"支架-治疗"一体化策略突破传统材料仅提供机械支持的局限。

该研究创新性地将自组装纳米技术与活性肽设计相结合，为解决烧伤治疗中愈合质量与速度的矛盾提供了新思路。相较于需二次手术的Integra支架，PA材料可注射、可降解的特性显著提升临床适用性。未来通过优化REGRT负载比例或组合其他活性序列，有望进一步缩短愈合周期并减少瘢痕形成。这一成果不仅适用于烧伤，对糖尿病足溃疡等慢性伤口治疗也具有重要参考价值。