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新型仿生材料，為皮膚創傷治療開啟“陽光大道”

文章來源：賢集網更新時間：2025-03-20 14:21:27

近期，中國科學家團隊在皮膚創傷治療領域取得了突破性進展，成功研制出一種新型仿生材料，為這一難題提供了創新性解決方案，有望徹底改變皮膚創傷治療的現狀。臨床研究數據清晰地表明，暴露在陽光下的傷口面臨著嚴峻的愈合困境。大量病例統計顯示，相較于處于避光環境的傷口，暴露在陽光下的傷口愈合時間平均延長40%。同時，這類傷口更易留下明顯疤痕，對患者的生理和心理都造成了額外負擔。

從病理生理機制角度深入剖析，外傷通常發生在暴露的皮膚區域，而陽光中的紫外線輻射成為傷口愈合過程中的“阻礙者”。紫外線照射會引發一系列炎癥反應，激活免疫細胞，釋放炎癥介質，導致傷口局部炎癥狀態加劇。這種過度的炎癥反應會促使傷口表面形成結痂。結痂雖然在一定程度上起到保護傷口的作用，但過厚、過早形成的結痂卻會阻礙傷口正常愈合進程。

它會妨礙氧氣、營養物質以及生長因子等向傷口部位的輸送，同時阻礙傷口滲出物的排出，從而延緩細胞增殖、遷移和組織重塑等關鍵愈合步驟。因此，開發一種能夠有效應對紫外線輻射、促進傷口正常愈合的材料迫在眉睫。理想的傷口管理材料需要同時滿足加速傷口愈合、具備紫外線防護功能以及隱形性（無色透明）這三大關鍵要求，然而傳統材料難以同時兼顧這些特性，使得臨床治療效果不盡如人意。

靈感溯源：向海洋生物取經

面對傳統傷口管理材料的局限，研究團隊將目光投向了廣袤的海洋。海洋生物長期處于強烈的紫外輻射環境中，卻進化出了獨特的生存策略，能夠合成自身的“防曬霜”來抵御紫外線對DNA的損傷，這為研究團隊提供了寶貴的靈感。

在眾多海洋生物的防曬機制中，研究人員聚焦于一種名為P334的天然紫外防護分子。P334能夠強烈吸收UVA（長波黑斑效應紫外線），是海洋生物抵御紫外線傷害的重要防線。然而，P334在自然界中的含量極低，若要將其應用于傷口管理材料，首先需解決原料來源問題。研究團隊運用先進的合成生物學技術，從海洋沉積物中的細菌及藻類生物入手，通過復雜的基因克隆技術，成功獲取了負責合成P334的基因。隨后，利用基因工程手段將該基因高水平表達在鏈霉菌中。鏈霉菌作為一種易于培養和大規模發酵的微生物，為P334的大量制備提供了可能，從而成功攻克了這一關鍵原料來源的難題。

新型仿生材料的誕生

在解決了P334的原料來源后，研究團隊進一步運用合成生物學技術，將這種海洋天然抗紫外輻射成分與重組人源XVII型膠原蛋白巧妙地“編織”在一起，構建成一種全新的透明水凝膠，即新型仿生材料。

重組人源XVII型膠原蛋白在皮膚結構和功能中起著關鍵作用。它是皮膚基底膜帶的重要組成部分，參與維持皮膚的完整性和細胞間的粘附，對皮膚細胞的增殖、分化和遷移具有促進作用，在傷口愈合過程中不可或缺。而將P334與之有機結合，賦予了材料獨特的雙重功能。

這種新型仿生材料呈現出無色透明的外觀，滿足了傷口管理材料隱形性的要求，尤其適用于面部等對美觀要求較高的部位傷口護理。更為重要的是，它兼具卓越的紫外線防護和高效傷口修復功能。在紫外線防護方面，材料中的P334分子能夠有效吸收UVA，阻止紫外線對傷口組織的直接損傷，減少炎癥反應的觸發，從根源上改善傷口愈合環境。在傷口修復功能上，重組人源XVII型膠原蛋白持續釋放促愈因子，為傷口愈合提供必要的生物信號和結構支持，加速細胞增殖和組織重塑，促進傷口更快、更好地愈合。

實驗驗證：顯著療效初顯

為全面評估新型仿生材料的性能，研究團隊開展了一系列嚴謹的實驗。在體外實驗中，通過模擬紫外線照射環境，利用光譜分析等技術手段，證實了該材料能夠有效阻隔紫外線，為傷口提供了可靠的防護屏障。

在動物實驗層面，研究團隊選用小鼠作為實驗對象，構建皮膚創傷模型。將實驗小鼠分為實驗組和對照組，實驗組傷口覆蓋新型仿生材料，對照組采用傳統敷料處理。在模擬紫外線暴露環境下進行觀察，結果顯示，使用新型仿生材料的小鼠傷口在10天內的愈合率提升顯著。通過組織學分析發現，實驗組新生皮膚的組織結構更接近正常皮膚，表皮層、真皮層的細胞排列更為有序，膠原蛋白纖維的合成和排列也更趨于正常狀態，炎癥細胞浸潤明顯減少，表明傷口愈合質量得到顯著提高。

此外，該新型材料還展現出其他優勢特性。它具備透明性，便于醫護人員隨時觀察傷口愈合情況，無需頻繁更換敷料造成二次損傷；具有可注射性，能夠填充不規則形狀的傷口，適應不同類型的創傷；同時具備可穿戴性，突破了傳統敷料以包扎為主要形式的局限，可制成便攜式傷口噴劑、可穿戴修復貼片等多樣化產品形態，為患者提供更加便捷、個性化的治療選擇。

目前，研究團隊已積極申請國家發明專利，以保護這一創新性成果。同時，該技術已與多家醫療器械企業達成合作意向，加速推進從實驗室成果到臨床應用的轉化進程。專家預測，這種“曬太陽也能愈合”的新型仿生材料有望在3年內進入臨床應用，屆時將為外傷、燒傷及糖尿病皮膚潰瘍等眾多患者帶來全新的治療希望，極大地改善患者的治療體驗和預后效果，在皮膚創傷治療領域掀起一場新的變革。

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來源：賢集網
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