综述:可持续创新技术助力循环经济:人工光合作用、光生物精炼、生物塑料、变废为宝与热电发电机

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Biomacromolecules 5.5

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  这篇综述创新性地提出了一种基于超分子聚合物(PA)的生物活性支架,通过整合REGRT多肽序列(20 mol%)促进角质形成细胞迁移并抑制早期炎症,显著加速深部皮肤烧伤模型的伤口愈合(15天愈合率提升30%)。该ECM仿生纳米纤维支架兼具剪切稀化(G′>100 Pa)和生物降解特性,为严重烧伤治疗提供了免二次手术的新型解决方案。

  

超分子聚合物支架:烧伤治疗的新曙光

材料与方法
采用固相肽合成法构建含十六烷基尾的肽两亲物(PA),其中稀释型PA(C16V3A3E3)与生物活性型PA(含REGRT序列)通过1:4摩尔比共组装。临界聚集浓度(CAC)测定显示,尼罗红荧光法测得RG PA的CAC为4 μM,透射电镜(TEM)证实其能形成直径约10 nm的纳米纤维。圆二色谱(CD)在218 nm处的特征峰表明β-片层结构保留,但生物活性PA的谱线展宽提示分子动态性增强。

机械性能与生物相容性
流变学测试揭示离子交联后(10 mM CaCl2),20% RG PA支架的弹性模量(G′)达85±6 Pa,显著低于稀释型PA(120±8 Pa)。扫描电镜(SEM)显示多孔三维结构(孔径5-20 μm),支持HEK293细胞在10 mM浓度下的存活率>95%(LDH法)。共聚焦Z-Stack成像证实细胞可迁移至支架深层,Calcein-AM染色显示24小时存活率超90%。

动物模型验证
在20%体表面积(TBSA)的深二度烧伤小鼠模型中,术后第3天RG PA组即显现优势:伤口闭合率较林格氏液对照组提高42%(*p=0.017)。Masson三色染色显示,第15天时RG PA组的胶原沉积密度比对照组高2.3倍,表皮层厚度达180±25 μm(对照组仅90±15 μm)。值得注意的是,28天时所有组别均完成再上皮化,但RG PA组真皮细胞密度仍保持较高水平(每视野450±50个 vs 对照组300±40个)。

机制探讨
REGRT序列通过激活ERK通路发挥双重作用:一方面下调TNF-α等促炎因子(文献40-41),另一方面促进角质形成细胞迁移速度达25 μm/h(文献42)。β-片层骨架中的谷氨酸(E3)不仅赋予pH响应性,其羧基与Ca2+的螯合作用更使支架能耐受10 s-1剪切速率(粘度>1 Pa·s)。

临床转化潜力
相较于临床常用的Integra支架(需二次手术),该PA系统在以下三方面具有突破性:单次应用即可完成治疗;降解周期与愈合进程匹配(4周完全降解);原料成本降低60%(仅含氨基酸和脂肪酸)。在模拟烧伤休克模型的流体复苏实验中,PA支架组毛细血管渗漏指数(CLI)比传统敷料组低0.8±0.2(p<0.01)。

未来展望
作者建议后续研究可聚焦两个方向:通过调整V3A3模块的D型氨基酸比例增强酶抗性;开发含抗菌肽(如KLAKLAK)的杂化PA系统以预防铜绿假单胞菌感染。这些改进有望将当前7天的关键愈合窗口期进一步缩短至5天。

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