血小板富集血浆及氧化锌纳米颗粒对犬皮肤创面愈合的影响

《Scientific Reports》:The effects of platelet rich plasma and zinc oxide nanoparticle on skin wound healing in dogs

【字体: 时间:2026年06月03日 来源:Scientific Reports 3.9

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  创面愈合是一个复杂的生理过程,因此识别加速恢复的高效方法至关重要。富血小板血浆(Platelet-rich plasma, PRP)和氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles, ZnO NPs)已在多种物种中显示出改善皮肤创面愈合的潜力

  
创面愈合是一个复杂的生理过程,因此识别加速恢复的高效方法至关重要。富血小板血浆(Platelet-rich plasma, PRP)和氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles, ZnO NPs)已在多种物种中显示出改善皮肤创面愈合的潜力。然而,关于二者联合效应,尤其是在犬身上的研究尚少。因此,本研究旨在确定局部浸润PRP与每日涂抹ZnO NPs软膏(单独及联合使用)对犬皮肤创面愈合的影响。研究选取六只成年杂种犬,在其胸部诱导36个全层皮肤创面,并随机分为六组(每组6个创面):第1组为对照组,每日仅用生理盐水敷料;第2组为凡士林组,每日仅用凡士林敷料;第3组为PRP组,仅一次性局部浸润PRP;第4组为PRP-凡士林组,一次性PRP浸润后每日凡士林敷料;第5组为ZnO NPs组,每日使用ZnO NPs软膏敷料;第6组为PRP-ZnO NPs联合组,一次性PRP浸润后每日ZnO NPs软膏敷料。研究监测创面愈合进程,评估上皮化、创面收缩及整体愈合情况,并检测创面液中的总抗氧化能力(Total antioxidant capacity, TAC)、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)浓度及血小板衍生生长因子-β(Platelet-derived growth factor beta, PDGFβ)。此外,在创面诱导后第0、5、10和20天,通过皮肤活检评估基质细胞外磷酸糖蛋白(Matrix extracellular phosphoglycoprotein, MEPE)、转化生长因子-β(Transforming growth factor beta, TGF-β)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)的基因表达。在第5、10和20天对皮肤活检组织进行组织病理学、免疫组化及胶原束染色分析。所有数据均进行统计分析。结果显示,组别与时间在所有参数上存在显著交互作用(P < 0.001)。PRP-ZnO NPs联合组在减小创面大小、促进收缩、愈合、上皮化以及抗氧化活性方面表现持续优异,同时MEPE和PDGFβ表达较高且胶原束排列平行,表明再生能力增强。相比之下,单独使用PRP显示出最强的TGF-β升高及抗炎效果(TNF-α最低)。PRP-ZnO NPs在再生与炎症控制之间提供了最佳的整体平衡。所有治疗组均优于对照组和凡士林组,后者改善 minimal。PRP-凡士林和ZnO NPs提供中等益处,但效果不如PRP-ZnO NPs或单独PRP。研究表明,ZnO NPs与PRP协同作用可改善犬皮肤创面愈合;PRP促进再生信号传导,而ZnO NPs降低氧化应激和微生物负荷。
皮肤创面愈合是涉及止血、炎症、增殖和重塑四个阶段的复杂生理过程,旨在修复受损组织并恢复皮肤完整性。在兽医临床中,犬常因创伤、手术或疾病导致皮肤创面,而炎症、细菌感染及再上皮化不良等因素常阻碍愈合进程,导致慢性创面或延迟愈合。传统的护理措施如清洁和包扎虽为基础,但在促进复杂创面愈合方面存在局限。富血小板血浆(Platelet-rich plasma, PRP)富含血小板衍生生长因子(Platelet-derived growth factor, PDGF)、转化生长因子-β(Transforming growth factor-beta, TGF-β)等多种生长因子,能促进肉芽组织形成、再上皮化和血管生成,已被证实是促进组织再生的有效手段。与此同时,纳米材料因其高比表面积和独特的物理化学性质,在创面愈合领域展现出巨大潜力。氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles, ZnO NPs)具有优异的抗菌、抗氧化和抗炎特性,可通过调节创面微环境中的细胞和分子机制加速愈合。尽管PRP和ZnO NPs各自在促进愈合方面已显示出前景,但二者联合应用的效果,特别是在犬这一与人类皮肤再生系统生理相似的大型动物模型中的作用机制及协同效应仍不明确。鉴于兽医学中抗生素耐药性问题日益严峻,探索能减少感染、加速闭合的新型疗法至关重要。因此,开展本研究旨在评估局部单次浸润PRP与每日外用ZnO NPs软膏单独及联合应用对犬皮肤创面愈合的影响,以期为临床提供更有针对性的治疗方案。

本研究在《Scientific Reports》发表。研究人员选取六只成年健康杂种犬作为实验动物模型,每只犬胸部双侧诱导三个直径3 cm的全层皮肤创面,共计36个创面。主要关键技术方法包括:利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrophotometer, FTIR)和X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)对合成的ZnO NPs进行表征;通过离心法制备自体PRP并评估其血小板浓度;采用数字卡尺和图像分析软件进行创面尺寸的平面测量学评估(Planimetry);利用ELISA试剂盒检测创面液中PDGFβ浓度,通过酶联免疫吸附试验测定总抗氧化能力(Total antioxidant capacity, TAC)和脂质过氧化指标丙二醛(Malondialdehyde, MDA);采用定量实时聚合酶链式反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction, qPCR)检测皮肤活检组织中MEPE、TGF-β和TNF-α的基因表达;并进行苏木精-伊红(Hematoxylin and eosin, H&E)染色、Masson三色染色(Masson’s trichrome, MTC)观察组织病理学变化及胶原沉积,以及免疫组化分析TNF-α蛋白表达。

研究结果显示,所有治疗组随时间推移创面均有所愈合,但PRP-ZnO NPs联合组表现出最显著的疗效。在创面大小百分比方面,第21天时PRP-ZnO NPs组创面残余面积最小,显著优于对照组和凡士林组。在创面收缩百分比和愈合百分比方面,PRP-ZnO NPs组、单独PRP组和单独ZnO NPs组均表现出显著高于对照组的愈合进度,其中PRP-ZnO NPs组在多个时间点保持领先。在上皮化百分比方面,PRP-ZnO NPs组及单独PRP、ZnO NPs组在第21天达到最高水平,显著促进皮肤屏障重建。生化指标分析显示,PRP-ZnO NPs组在第5、10和20天表现出最低的MDA水平,表明其具有最强的抗氧化活性,能有效减轻脂质过氧化损伤;同时该组TAC水平下降显著,提示创面局部消耗了大量抗氧化剂以应对氧化应激。基因表达方面,PRP-ZnO NPs组在所有时间点均显示出最高的MEPE表达水平,表明其显著促进了细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)的重建和矿化;而单独PRP组则显示出持续且最高的TGF-β表达,提示其在刺激成纤维细胞活化和胶原合成方面的优势。在炎症控制方面,单独PRP组在所有时间点显示出最低的TNF-α水平,抗炎效果最佳;虽然PRP-ZnO NPs组的TNF-α水平高于单独PRP组,但仍显著低于对照组。此外,PDGFβ浓度在PRP和PRP-ZnO NPs组中显著升高,证实PRP能持续提供促再生信号。组织病理学和免疫组化结果进一步证实,PRP-ZnO NPs组在促进再上皮化、减少炎症细胞浸润及优化胶原纤维排列方面表现优异。

综上所述,PRP和ZnO NPs均可独立促进犬皮肤创面愈合,但机制各有侧重。PRP主要通过释放高浓度的生长因子(如TGF-β和PDGFβ)发挥强大的再生促进作用,并具备显著的抗炎特性;ZnO NPs则通过抗菌、抗氧化及促进血管生成等途径改善创面微环境。二者联合应用(PRP-ZnO NPs)产生了协同效应,不仅在创面收缩、上皮化和ECM重塑方面表现最佳,还在控制氧化应激方面展现出独特优势,尽管其抗炎效果略逊于单独PRP,但在再生与炎症控制之间取得了最佳平衡。研究结论指出,PRP-ZnO NPs联合疗法为犬皮肤创面愈合提供了一种高效、安全的干预策略,具有潜在的临床转化价值,特别是在需要兼顾组织再生与感染/氧化应激控制的复杂创面处理中具有重要应用前景。
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