Sci Adv丨薛佳佳团队构建新型生物活性纳米纤维支架

皮肤创面修复是一个高度动态且多阶段参与的过程，不同愈合阶段对细胞行为与信号刺激的需求各不相同。北京化工大学薛佳佳团队在Science Advances上发文，题为

Spatiotemporally controlled delivery of biological effectors from nanofiber scaffolds accelerates skin wound healing in porcine models

该支架采用静电纺丝结合掩模同轴静电喷雾技术制备，呈“三明治”式结构：内层由放射有序排列的聚己内酯（PCL）纳米纤维组成，外层由随机分布的PCL纳米纤维构成，中间层的外环和内圈分别沉积含有吲哚菁绿（ICG）/血小板源性生长因子-BB （PDGF-BB）/血管内皮生长因子（VEGF）、ICG/PDGF-BB/表皮生长因子（EGF）的相变材料（PCM）微粒。利用周期性近红外（NIR）光照并结合尺寸可调的光掩模版，引发特定区域的PCM发生相变液化，进而实现生长因子的时空可控释放。

相较于现有合成基质，该支架不仅整合了拓扑学信号、可调控的光热效应及持续的生化信号，还能够建立动态微环境以适应创面愈合的不同阶段。其核心创新点在于实现了基于NIR光照的按需、局部化生长因子释放。释放的生长因子在体外显著促进血管生成与细胞增殖。同时，拓扑信号与生化信号的协同作用促进L929、NIH-3T3 与 HaCaT 细胞的迁移，改善了创面床中的细胞分布。在小动物（兔子）和大动物（猪）全层皮肤缺损模型中，支架均展现出优异的促再生性能，不仅显著加速伤口闭合，还通过调控血管再生、表皮和真皮再生、胶原蛋白转化与沉积等关键修复环节，改善组织再生质量。支架可能涉及PI3K-Akt和MAPK等经典信号通路，同时伴随免疫调节和代谢相关通路的活化。

综上所述，通过这种顺序优化与空间结构化的微环境调控，本研究实现了包括血管生成、免疫调节、神经整合及胶原重构在内的系统性再生过程，实现了结构与功能完整的皮肤再生。

研究所提出的支架通过将光热响应技术与先进的可调控支架设计相结合，为创面治疗中的诸多长期难题提供了可供选择的方案。其原料均为 FDA 批准及临床验证材料，适用于规模化生产，既降低了监管难度，也减少了生产成本，显著提升了临床推广潜力。支架可通过便携式NIR光源激活，具备简便、无创的操作优势，尤其适用于门诊治疗及资源有限的环境。由于其能够随愈合过程动态响应，支架在降低慢性炎症与过度瘢痕风险的同时，促进持续的组织再生与长期功能恢复。此外，其结构的可定制性使其能够适应不同类型与尺寸的创伤，包括急性损伤及复杂的慢性创面。尤为重要的是，支架在持续且精确调控生长因子递送方面的能力，也同时解决了糖尿病溃疡、烧伤等慢性创面的关键治疗需求。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz5302

制版人： 十一

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