利用微流控气喷纺丝法制备大面积高强度的人造皮肤

大面积皮肤损伤修复目前是世界性难题，针对这一难题，南京工业大学化工学院、材料化学工程国家重点实验室陈苏教授，与南京医科大学金陵临床医学院、东部战区总医院王革非教授合作，探索出一种新策略，利用微流控气喷纺丝法制备大面积高强度的人造皮肤，在腹壁缺损修复中显示出巨大的潜力。它也避免了临床应用中的免疫排斥和二次手术的风险。研究成果日前发表于国际重要刊物《先进材料》上。

据介绍，迄今为止，大多数研究成果集中于小面积创面皮肤的修复。在大面积烧伤以及腹腔开放后腹腔内脏器裸露保护方面的研究甚少。这主要是因为，腹腔开放后，创面面积相比其他部位损伤面积大，而且容易感染、没有骨架做支撑、同时运送营养物质困难等难题阻碍了创面的愈合，使得人造皮肤材料的制备及应用成为修复过程中最大挑战。

针对这一难题，陈苏课题组探索出一种新的制备人造皮肤的策略。

“首先利用微流控气喷纺丝法制备一个面积为140×40 cm2的大型纳米纤维支架材料。”论文第一作者、南京工业大学博士生崔婷婷介绍，以此纳米纤维支架为基底，在基底上喷涂凝血酶（一种具有止血作用的白色至灰白色非结晶物质），让凝血酶与支架表面的纤维蛋白原发生反应，在纳米纤维支架表面形成一种叫纤维蛋白凝胶的粘合剂，可以直接粘合在伤口处，不需要再缝合。由于纤维直径小，所以比表面积大，使纤维蛋白原同凝血酶的反应效率更高，同时纤维蛋白凝胶还能促进成纤维细胞的增殖。“这一阶段形成的复合纤维蛋白胶—纳米纤维支架，我们称之为人造皮肤，这种人造皮肤具有空气透过率(164.635 m3/m2.h.kPa)、优异的机械强度(8.45 MPa)和快速的体内降解速率(7个月)，表明当创伤完全愈合后，人造皮肤材料也会慢慢自动降解。”崔婷婷说。

“在实验中，我们发现了新生组织、肉芽、新生血管，同时伤口也慢慢收缩，这表明皮肤组织修复的过程已经完成。这主要是由于我们形成的纤维蛋白凝胶粘合剂具有抗菌抗感染的作用，并且能促进新生血管的形成，这有利于为皮肤组织运送营养物质。”论文共同第一作者、南京医科大学硕士研究生余加飞说,“我们最终发现了毛囊的再生，这表明了新生皮肤的最终形成。”余加飞介绍，毛囊是皮肤的重要附属器官，当表皮全层缺损时，机体修复时常由无毛囊结构结缔组织来填补，使之失去原有组织的结构和功能，形成不完全性病理性再生。而毛囊的再生，可以证明形成了具有同样的结构和功能的再生组织，实现了表皮的完美再生。

“通过体内研究表明，我们的人造皮肤材料被成功应用于大鼠腹部大面积皮肤缺损处活体实验中。表明人造皮肤材料可以迅速修复大面积腹壁缺损并促进伤口组织再生。此外，它避免了临床应用中的免疫排斥和二次手术的风险。”陈苏教授表示，该研究提供了一种简便的途径来再生大规模坚韧的皮肤，这在腹壁缺损修复等领域显示出广阔的应用前景。