基于SHED细胞裂解物的纤维蛋白/凝血酶水凝胶系统:一种兼具抗炎与促血管生成功能的口腔溃疡治疗新策略

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  本研究针对口腔溃疡(OU)治疗中药物生物利用度低、炎症持续和血管再生不足两大难题,创新性地构建了负载脱落乳牙干细胞(SHED)裂解物(CL)的可注射纤维蛋白/凝血酶(FT)水凝胶系统。该FT/CL水凝胶通过调控巨噬细胞M1/M2极化(抑制iNOS/TNF-α、上调CD206/Arg1),显著促进血管形成(管腔长度增加2.5倍),在大鼠模型中5天即实现上皮完整性重建,为细胞无治疗策略在慢性创面修复领域提供新思路。

  

口腔溃疡作为最常见的黏膜疾病之一,全球患病率高达5-20%,其反复发作的特性不仅导致咀嚼、言语功能障碍,还可能引发全身性并发症。传统激素类药物虽能暂时缓解症状,却难以解决慢性炎症和血管再生障碍这两个核心难题。更棘手的是,口腔环境的动态湿润特性使药物极易被唾液稀释,导致生物利用度断崖式下降。面对这些挑战,温州医科大学口腔医学院的研究团队另辟蹊径,将目光投向具有"天然药厂"之称的间充质干细胞——特别是来自儿童乳牙的SHED细胞。

这项发表于《Journal of Nanobiotechnology》的研究,创新性地采用冻融裂解法将SHED细胞转化为富含活性成分的细胞裂解物(CL),再通过FDA批准的纤维蛋白/凝血酶(FT)水凝胶实现长效控释。关键技术包括:从儿童乳牙分离鉴定SHED细胞(CD146+/Stro-1+)、三循环冻融制备CL、优化FT水凝胶交联比例(1:1.5体积比)、建立醋酸诱导的大鼠口腔溃疡模型,以及通过Transwell共培养系统评估巨噬细胞极化和血管生成能力。

材料表征与性能验证

通过扫描电镜证实FT水凝胶具有均匀多孔结构(孔径20-50μm),体外降解实验显示36小时内CL缓释率达60%。特别值得注意的是,FITC标记实验证实该水凝胶在口腔高动态环境中能稳定粘附24小时以上,解决了传统贴剂易脱落的关键痛点。

炎症调控机制解析

在LPS诱导的M1型巨噬细胞模型中,FT/CL组iNOS表达量较对照组降低68%(p<0.001),而IL-4诱导的M2型中CD206+细胞比例提升3.2倍。Western blot进一步显示溃疡组织内TNF-α蛋白水平下降72%,同时Arg1表达上调4.1倍,证实其通过"双通路刹车"机制抑制炎症风暴。

血管再生与上皮修复

HUVEC血管形成实验显示,FT/CL组产生分支血管数量达37±5个/视野,显著高于对照组(10±3个)。大鼠模型更呈现戏剧性变化:治疗第5天,Masson染色显示胶原沉积减少41%,CD31+微血管密度增加290%,Ki67+增殖上皮细胞覆盖率达89±7%。

这项研究开创性地将牙源性干细胞裂解物与水凝胶递送系统结合,其重要意义体现在三方面:首先,CL制备效率较外泌体提升16倍,且规避了活细胞移植的伦理和安全性风险;其次,FT/CL组在镇痛效果(减少67%面部擦拭行为)和愈合速度(5天 vs 西瓜霜组7天)上均超越临床常用药物;更重要的是,该策略可扩展至糖尿病足等慢性创面治疗,已有团队尝试将其与3D打印技术结合用于颌骨缺损修复。正如通讯作者Zhouguang Wang强调的:"这种'拆解细胞、保留药效'的策略,为干细胞技术转化提供了更具临床可行性的新范式。"

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