近年來，皮膚癌、糖尿病發(fā)病率逐年升高，這些疾病導(dǎo)致的皮膚創(chuàng)傷修復(fù)與再生面臨挑戰(zhàn)。對(duì)于皮膚癌，目前臨床上常采用的治療方式為外科手術(shù)切除。然而，手術(shù)很難完全清除腫瘤細(xì)胞，需要配合化療、放療等手段輔助治療以防止癌癥復(fù)發(fā)，存在較大的毒副作用。手術(shù)切除病變組織后，腫瘤部位會(huì)造成大面積皮膚缺損，機(jī)體很難自愈。
針對(duì)該問題，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員吳成鐵與常江帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，提出將光熱療法與皮膚組織工程結(jié)合的思想，設(shè)計(jì)了一種雙功能軟組織工程材料，并與華東師范大學(xué)合作證實(shí)該材料具有達(dá)到治療淺表層腫瘤和修復(fù)創(chuàng)面的理想效果。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)利用生物活性無機(jī)顆粒、生物活性陶瓷與高分子復(fù)合，在修復(fù)由糖尿病創(chuàng)傷引起的創(chuàng)面方面取得了進(jìn)展。
研究團(tuán)隊(duì)通過采用水熱法合成出硫化亞銅（Cu2S）納米花，并采用圖案化靜電紡絲共紡的方式，將硫化亞銅納米顆粒均勻地紡入至生物高分子纖維（PLA/PCL）內(nèi)部，賦予微圖案復(fù)合纖維膜（CS-PLA/PCL）在低功率近紅外光照射下即可迅速升溫的特性，同時(shí)引入具有誘導(dǎo)血管再生功能的治療性銅離子。這種制備方式簡(jiǎn)單易行，使不同含量的硫化亞銅復(fù)合膜能保持其整齊有序的大孔結(jié)構(gòu)（300μm），又能對(duì)支架的光熱性能進(jìn)行有效調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)高效殺死皮膚腫瘤細(xì)胞的功效。在體內(nèi)腫瘤治療實(shí)驗(yàn)中，將硫化亞銅復(fù)合膜直接貼附于黑色素瘤引起的創(chuàng)傷部位，在治療早期利用近紅外照射復(fù)合纖維膜，引起腫瘤處局部過高熱，有效抑制了黑色素瘤的增長。在治療后期停止激光照射，發(fā)現(xiàn)腫瘤沒有復(fù)發(fā)，原有的創(chuàng)口逐漸愈合，而對(duì)照組的傷口卻隨著腫瘤不受抑制的增長逐漸擴(kuò)大。體內(nèi)慢性創(chuàng)面修復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該硫化亞銅復(fù)合膜本身具有促進(jìn)傷口部位血管形成的作用，顯著提高了皮膚創(chuàng)面的愈合速度。該研究為淺表層腫瘤的治療提供了一種簡(jiǎn)單有效的新理念，在臨床轉(zhuǎn)化上具有廣闊的應(yīng)用前景。該研究成果在線發(fā)表在ACS Nano上。
圖案化靜電紡絲制備的硫化亞銅納米復(fù)合纖維膜(CS-PLA/PCL)，兼具光熱抗腫瘤和修復(fù)創(chuàng)面的雙重功能。不同硫化亞銅含量的復(fù)合纖維膜（a-b）0CS-PLA/PCL，（c-d）10CS-PLA/PCL，（e-f）20CS-PLA/PCL，（g-h）30CS-PLA/PCL，（i-g）40CS-PLA/PCL和（k-l）50CS-PLA/PCL的掃描電鏡形貌；（m，o）0CS-PLA/PCL和（n，p）30CS-PLA/PCL復(fù)合膜的高分辨掃描電鏡和透射電鏡照片；（q）30CS-PLA/PCL納米復(fù)合纖維膜的背散射電子像；（r-t）30CS-PLA/PCL復(fù)合膜元素分布面掃描和元素組成能譜分析。
硫化亞銅復(fù)合纖維膜(CS-PLA/PCL)促進(jìn)皮膚創(chuàng)面區(qū)域的血管生成，顯著提高傷口的愈合速度。(a，b)不同修復(fù)階段傷口照片及對(duì)應(yīng)的創(chuàng)口面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；(c，d)傷口區(qū)域血管形成的光學(xué)照片和CD31免疫熒光染色照片及對(duì)應(yīng)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b05858
該團(tuán)隊(duì)通過改進(jìn)化學(xué)軟模板法制備介孔氧化硅微球的過程，在體系中原位引入少量的銪（Eu）元素，制備出一系列具有梯度含銪量的介孔微球材料（Eu-MSNs）。合成的顆粒直徑分布在280-300nm，比表面介于820-1040m2/g之間。銪元素的引入賦予了材料合適的免疫微環(huán)境，并激活血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）信號(hào)通路，提高臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞中成血管相關(guān)受體因子的表達(dá)水平，顯示其細(xì)胞水平良好的成骨和成血管的作用。在慢性糖尿病皮膚創(chuàng)面愈合實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出良好的修復(fù)效果。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Biomaterials上。
化學(xué)軟模板法制備的含銪介孔氧化硅微球(Eu-MSNs)，并能促進(jìn)成血管與糖尿病創(chuàng)面修復(fù)，還可作為熒光指示作用的免疫調(diào)節(jié)劑。（a）純介孔氧化硅和不同銪含量的介孔氧化硅微球（b）1Eu-MSNs,（c）2Eu-MSNs及（d）3Eu-MSNs 的掃描電鏡照片；（d）2Eu-MSNs微球的元素分布面掃描結(jié)果。
論文鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961217305379
此外，研究團(tuán)隊(duì)采用靜電紡絲共紡的方式，將生物陶瓷磷酸二正硅酸鈣顆粒紡入生物高分子纖維膜內(nèi)部，制備出生物可降解的無機(jī)/有機(jī)納米復(fù)合纖維膜材料，采用激光脈沖方法將生物活性陶瓷活性組成沉積在雞蛋膜表面，形成納米生物活性玻璃層。結(jié)果表明，該生物活性陶瓷和生物活性玻璃材料能夠顯著縮短軟組織慢性傷口，尤其是糖尿病創(chuàng)傷的愈合時(shí)間，促進(jìn)創(chuàng)傷區(qū)域的血管新生、表皮再生和膠原形成，且減少慢性傷口處炎癥反應(yīng)。這擴(kuò)展了傳統(tǒng)生物陶瓷材料的應(yīng)用范圍，在軟組織創(chuàng)傷修復(fù)應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。
相關(guān)研究工作得到了中組部青年千人計(jì)劃與科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。
論文鏈接：
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706117304579
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706116300952
