华中大杨光教授团队：高取向的细菌纤维素/明胶复合薄膜耦合电场协同诱导细胞定向迁移应用于伤口愈合

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2021年6月华中科技大学生命学院杨光教授团队在权威期刊《Chemical Engineering Journal》上发表了题为 “Synergistic effect of highly aligned bacterial cellulose/gelatin membranes and electrical stimulation on directional cell migration for accelerated wound healing” 的研究论文。

定向细胞迁移在伤口愈合中起关键作用。然而传统治疗伤口愈合的方法很少达到主动调节细胞迁移以促进伤口愈合的效果。有序的拓扑结构和电场（EF）因其可以调节细胞活动并促进伤口愈合而备受关注。此项研究构建了一个新的伤口修复体系——将拉伸取向的细菌纤维素（BC）/明胶（gelatin）薄膜与EF耦合以诱导细胞定向迁移来促进伤口愈合（图1）。该BC/gelatin薄膜具有高度取向的纤维结构，很强的机械性能，良好的热稳定性，透光率，可折叠性，表面粗糙度和生物相容性。特别地，拉伸40%的BC/gelatin薄膜在体外能够促进NIH3T3细胞的粘附，定向排列和迁移；在体内大鼠全层皮肤缺损模型中，拉伸40％的BC/gelatin薄膜比商业Tegaderm^TM膜能实现更快促进伤口愈合的效果。进一步施加EF（150 mV/mm）后，结果表明拉伸40%的BC/gelatin薄膜可协同EF共同诱导NIH3T3细胞的迁移，并通过加速伤口闭合，肉芽组织厚度增加，胶原蛋白沉积，血管生成以及上调α-SMA，AKT和ERK的表达来促进伤口愈合。综上，40%拉伸的BC/gelatin薄膜耦合EF为促进伤口修复提供了有效地协同治疗策略，在治疗临床难愈伤口中具有潜在地应用前景。

图1 高取向BC/gelatin薄膜耦合电场协同作用促进细胞迁移应用于伤口愈合示意图

该论文的第一作者为华中科技大学生命科学与技术学院博士生王蠡和博士生毛琳，华中科技大学生命科学与技术学院杨光教授和石志军博士为通讯作者，华中科技大学为第一作者单位。研究工作得到获得国家自然科学基金项目（21774039，51973076）、国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作/港澳台科技创新合作”重点专项 （金砖国家） (2018YFE0123700)等资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130563

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