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三維培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體嵌入混合支架中,通過促進(jìn)血管生成來增強糖尿病傷口的愈合
《The FASEB Journal》:3D-Cultured Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Embedded in a Hybrid Scaffold Enhance Diabetic Wound Healing by Promoting Angiogenesis
【字體: 大 中 小 】 時間:2026年01月11日 來源:The FASEB Journal? 4.2
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糖尿病傷口愈合難題可通過整合3D-外泌體與電紡支架實現(xiàn)突破,研究利用直接書寫熔融電紡技術(shù)制備聚己內(nèi)酯微纖維支架,并負(fù)載3D-外泌體和明膠甲基丙烯酰形成復(fù)合支架。體外實驗顯示其促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能及膠原合成,體內(nèi)實驗證實可顯著提升糖尿病大鼠傷口閉合率,機制涉及外泌體改善線粒體功能及協(xié)同細(xì)胞修復(fù)作用。
糖尿病患者的傷口愈合仍然是一個顯著的臨床挑戰(zhàn),這主要是由于內(nèi)皮細(xì)胞中的線粒體功能障礙導(dǎo)致的新生血管形成不足。治療糖尿病傷口的有效方法之一是使用能夠促進(jìn)血管生成的外泌體。從脂肪源性間充質(zhì)干細(xì)胞在三維環(huán)境中培養(yǎng)得到的外泌體(3D-Exo)在產(chǎn)量、質(zhì)量和功能方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的外泌體,為糖尿病傷口愈合提供了有希望的解決方案。然而,關(guān)于這種多功能3D-Exo負(fù)載混合支架在促進(jìn)傷口修復(fù)方面的協(xié)同作用的研究很少,其聯(lián)合效應(yīng)的機制也尚不清楚。本文采用直接書寫熔融靜電紡絲(DME)技術(shù)制備了一種新型聚己內(nèi)酯(PCL)微纖維支架(DME支架,DMEs),并將其與明膠甲基丙烯酸酯(GelMA)和3D-Exo結(jié)合。隨后對DMEs + GelMA@3D-Exo進(jìn)行了表征。體外實驗表明,這種混合支架與人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞具有良好的生物相容性,并具有促進(jìn)血管生成和膠原蛋白形成的潛力。體內(nèi)實驗結(jié)果顯示,DMEs + GelMA@3D-Exo的應(yīng)用能夠增加膠原蛋白沉積,促進(jìn)血管生成,并提高傷口閉合速度,優(yōu)于單獨使用DMEs或DMEs + GelMA的效果。其潛在機制可能是3D-Exo通過增強內(nèi)皮細(xì)胞的線粒體功能來促進(jìn)血管生成。我們的研究表明,DMEs + GelMA@3D-Exo能夠有效促進(jìn)血管生成,可能是未來糖尿病傷口治療的候選方案。
將脂肪源性干細(xì)胞(ADSCs)在三維同軸微纖維支架中培養(yǎng),以獲得經(jīng)過三維培養(yǎng)優(yōu)化的外泌體(3D-Exo),然后將其封裝在明膠甲基丙烯酸酯(GelMA)中形成GelMA@3D-Exo。同時,通過直接書寫熔融靜電紡絲技術(shù)制備均勻的網(wǎng)格支架(DMEs)。隨后將GelMA@3D-Exo與DMEs結(jié)合,構(gòu)建復(fù)合支架(DMEs-GelMA@3D-Exo)。在體內(nèi)實驗中,將這種復(fù)合支架植入糖尿病大鼠模型的傷口部位。DMEs-GelMA@3D-Exo能夠作用于內(nèi)皮細(xì)胞,調(diào)節(jié)線粒體功能(提高線粒體膜電位并減少活性氧),促進(jìn)血管生成,并促進(jìn)有序的膠原蛋白沉積。此外,該支架還能吸引巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞,共同協(xié)調(diào)傷口愈合過程。
作者聲明沒有利益沖突。
所有原始數(shù)據(jù)和詳細(xì)信息均可根據(jù)合理請求向相應(yīng)作者提供。
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