球盟会(中国)

针对上述问题，四川大学赵伟锋团队研究设计了一种体温诱导收缩的水凝胶创面敷料，用于重塑伤口应力微环境，减少瘢痕。该敷料由改性天然温度敏感聚合物与聚丙烯酸网络交联而成，在大鼠模型中显著降低瘢痕面积。实验表明，敷料能抑制成纤维细胞激活，减少细胞外基质沉积，下调TGF-β1和I型胶原表达，抑制FAK/p-FAK信号通路。顺利获得体内实验评估伤口闭合、疤痕面积等，证实其促进无瘢痕愈合的潜力，免疫组化染色也验证了相关机制。该文章以《A skin stress shielding platform based on body temperature-induced shrinking of hydrogel for promoting scar-less wound healing》为题发表于《Advanced Science》期刊（DOI: 10.1002/advs.202306018）。

（1）皮肤应力屏蔽水凝胶伤口敷料的表征

图1a展示了M-HPMC和PAA/M-HPMC水凝胶的合成过程。图1b以示意图形式说明了该水凝胶顺利获得主动收缩重塑伤口机械环境，减少皮肤瘢痕形成。图1c展示了PAA/M-HPMC、M-HPMC和PAA水凝胶的FTIR分析结果，证实了成功合成具有特定功能基团的水凝胶。图1d给出了PAA/M-HPMC水凝胶的XPS，揭示了其成分信息，包括C 1s, O 1s, N 1s及Ag 3d的存在。图1e展示了PAA/M-HPMC水凝胶的SEM图像，显示出其互连多孔结构，且与M-HPMC和PAA相比，其孔径显著不同。图1f量化了在37℃下孵育5小时后，PAA/M-HPMC、M-HPMC和PAA水凝胶的面积变化，显示PAA/M-HPMC水凝胶的收缩率为31.2%，且保持良好组织粘附性能。图1g比较了PAA和PAA/M-HPMC水凝胶在肿胀前后对猪皮的剪切强度，表明PAA/M-HPMC水凝胶的剪切强度为8.3 kPa，优于PAA水凝胶，且吸收伤口渗出液后剪切强度未显著下降。图1h展示了PAA/M-HPMC水凝胶的循环粘附测试结果，在5个循环后仍能维持约7.5 kPa的剪切强度，显示出优异的重复性和耐用性。

图1. 皮肤应力屏蔽平台水凝胶伤口敷料的合成及应用示意图。（a）M-HPMC和PAA/M-HPMC水凝胶的合成；（b）示意图表明，应力屏蔽水凝胶顺利获得主动伤口收缩重塑伤口机械环境，减少皮肤瘢痕；（c）PAA/M-HPMC、M-HPMC和PAA水凝胶的FTIR光谱分析；（d）PAA/M-HPMC水凝胶的XPS谱；（e）PAA/M-HPMC水凝胶的扫描电镜照片；（f）PAA/M-HPMC、M-HPMC和PAA水凝胶在37℃下孵育5小时后的面积变化；（g）比较PAA和PAA/M-HPMC在溶胀前后对猪皮的剪切强度进行搭接剪切试验（M-HPMC水凝胶因缺乏强度和韧性而未进行剪切强度试验）；（h）PAA/M-HPMC水凝胶的循环粘附试验

（2）水凝胶的温度响应行为

图2a显示PAA/M-HPMC水凝胶动态模量随温度变化，G'随温度升高增加，G''相对稳定，tan δ分析确定相转变温度约45℃。图2b动态力学分析结果表明G'和G''在约42℃发生相变，与图2a结果一致，证实水凝胶对温度的响应性。图2c显示初始应变为1%时，静态力随温度上升在37℃时达0.016N。图2d显示初始静态力为0.03N时，应变随温度升高从1.5%转变为-1.26%，表明水凝胶在37℃时收缩，且收缩过程中力随应变增加而增大。

图2 PAA/M-HPMC水凝胶的表征。（a）旋转流变仪测试动态模量的温度依赖性；（b）动态力学分析动态模量的温度依赖性；（c）1%初始应变下的静力-温度变化曲线；（d）初始静力为0.03N时的应变-温度变化曲线

（3）大鼠模型中的体内伤口愈合功效

图3a展示了使用PAA/M-HPMC水凝胶敷料处理大鼠伤口的实验设计示意图。图3b给予了第3、7和14天大鼠伤口闭合情况的代表性照片，显示治疗组伤口愈合速度明显加快。图3c顺利获得H&E染色、Masson三色染色以及IL-6和VEGF免疫组织化学分析，验证了PAA/M-HPMC敷料处理组在减少炎症反应和促进血管生成方面的优势。图3d展示了伤口面积的统计数据，表明PAA/M-HPMC敷料显著加速了伤口闭合。图3e和3f分别对IL-6和VEGF水平进行了半定量统计分析，结果显示PAA/M-HPMC敷料处理组的IL-6表达显著降低，VEGF表达增加，与抗炎和促血管生成作用一致。

图3.大鼠全层皮肤伤口模型中伤口愈合的评价。（a）体内实验设计的示意图；（b）第3、7和14天大鼠伤口闭合的代表性照片（n=3）；（c）顺利获得H&E染色、Masson染色、IL-6和VEGF（n=3）对皮肤组织进行的组织形态学和免疫组织化学分析的代表性照片；（d）愈合过程中伤口统计面积（n=3）；（e）IL-6水平的半定量统计（n=3）；（f）VEGF水平的半定量统计（n=3）。取各组大鼠3个切片，从每个切片中选择三个相同大小的区域用于蛋白质IL-6和VEGF表达的统计学评价，所有数据均以平均值±S.D.表示

（4）皮肤应力屏蔽敷料治疗皮肤瘢痕的效果

图4a展示了使用PAA/M-HPMC敷料处理SD大鼠全层皮肤创伤模型的实验设计示意图。图4b给予了第42天对照组和实验组的伤口图像，显示PAA/M-HPMC敷料处理组伤口愈合情况优于对照组。图4c顺利获得Photoshop颜色拾取工具和LAB颜色模型测量疤痕面积，实验组疤痕面积显著减少，L值表示白色，A值表示红色，数值为平均值±标准差（对照组n=6，实验组n=6）。图4d展示了不同治疗组皮肤标本拉伸应力测试结果，PAA/M-HPMC敷料处理组表皮-真皮厚度更均匀，胶原蛋白沉积减少（正常皮肤3例，对照组3例，实验组3例）。图4e顺利获得组织透明化技术和三维荧光染色展示YAP蛋白在疤痕组织中的分布，PAA/M-HPMC敷料处理后YAP表达降低，与抑制纤维化和促进无瘢痕愈合相关。

图4. SD大鼠全层皮肤创伤模型瘢痕形成的评价。（a）体内实验设计的示意图；（b）对照组和实验组在第42天的伤口图像（成像前去除水凝胶伤口敷料，n=6）；（c）不同治疗组的瘢痕面积（n=6）；（d）顺利获得Photoshop颜色拾取工具和LAB颜色模型对疤痕进行颜色测量，L值表示白色，A值表示红色，（c）和（d）中的值代表平均值±S.D.（对照组n=6，实验组n=6）；（e）皮肤标本的拉伸应力（正常皮肤3例，对照组3例，实验组3例）

（5）顺利获得机械重塑抑制皮肤瘢痕的敷料

图5展示了疤痕组织和正常皮肤的H&E、Masson三色及天狼星红染色图像（n=3），用于评估胶原蛋白沉积情况。图5b显示实验组胶原蛋白I型与III型比例显著降低，有助于减少瘢痕形成。图5c量化了I型与III型胶原蛋白比例，顺利获得选取各组大鼠样本的三个切片，从每个切片中选择三个相同大小区域进行统计学评价，数据以平均值±标准差表示。

图6分析了免疫组化染色结果及机械信号通路。图6a展示了FAK、p-FAK、TGF-β1和β-SMA免疫组化染色图像，揭示PAA/M-HPMC敷料处理后关键蛋白表达变化。图6b至6e分别对这些蛋白水平进行半定量统计，显示实验组中蛋白表达显著下调。图6f展示了应力屏蔽水凝胶敷料干预伤口愈合过程以减少皮肤疤痕的图示，说明其顺利获得调节机械信号传导路径减轻瘢痕形成。

图5.组织学分析。（a）瘢痕组织和正常皮肤的H&E、Masson和天狼星红染色图像（n=3）；（b）胶原蛋白的半定量统计（n=3）；（c）I型胶原蛋白（红色）与III型胶原蛋白（绿色）的比例。取各组大鼠3个切片，从每个切片中选择三个相同大小的区域用于I型胶原与III型胶原比率的统计学评价，所有数据以平均值±S.D.表示

图6.免疫组化染色分析和机械信号通路的图示。（a）FAK、p-FAK、TGF-β1和β-SMA免疫组化染色的代表性图像；（b-e）FAK、p-FAK、TGF-β1和β-SMA蛋白水平的半定量统计学分析。取各组大鼠3个切片，从每个切片中选择三个大小相同的区域用于统计学评估FAK、p-FAK、TGF-β1和β-SMA蛋白的表达，所有数据以平均值±S.D.表示；（f）应力屏蔽水凝胶伤口敷料干预伤口愈合过程以减少皮肤疤痕的图示