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模拟割伤和烧伤揭示了成纤维细胞的伤口愈合和清除能力

众所周知,烧伤容易受到细菌感染,并且通常会导致比撕裂伤更大量的疤痕组织。

在他们发表在APL Bioengineering上的文章中,波士顿大学和哈佛大学的研究人员创建了一个仿生模型来研究烧伤和撕裂伤的伤口愈合。他们发现成纤维细胞——通常被认为是赋予组织和器官形状和强度的构建细胞——在沉积新材料之前清除受损组织。这部分愈合过程在烧伤伤口中较慢,那里存在更多的组织损伤。

细胞生物学家确定了伤口愈合的四个阶段:止血、炎症、新组织形成和组织强化。在炎症和形成阶段,免疫细胞被认为可以清除伤口中的细菌和死细胞。它们还激活成纤维细胞和血管以开始修复。

作者 Jeroen Eyckmans 说:“根据受伤情况,这四个阶段的范围和持续时间可能因不同的伤口类型而有很大差异。”“考虑到撕裂伤的血液灌注良好,它们往往能很好地愈合。然而,在烧伤中,血管被烧灼,阻止血液进入伤口床并减缓愈合过程。严重的烧伤伤口也有大量的物理上阻碍新组织形成的死组织。”

为研究损伤方式如何影响伤口的愈合率,该团队设计了一种由嵌入胶原水凝胶中的成纤维细胞制成的体外模型系统。使用显微切割刀模拟撕裂或使用高能激光模拟烧伤,在这种微组织中制造伤口。

尽管两种伤口类型的大小相同,但与刀伤相比,激光消融在伤口边缘附近造成了更多的细胞死亡和组织损伤。

“在愈合过程中,我们发现成纤维细胞在沉积新物质之前首先清除了伤口中受损的物质,”Eyckmans 说。“这是一个令人惊讶的发现,因为去除死组织归因于专门的免疫细胞,如巨噬细胞,而成纤维细胞被认为是组织构建细胞,而不是组织去除细胞。”

鉴于激光烧蚀伤口中有更多的组织损伤,成纤维细胞需要更多时间来消除损伤,最终延迟组织愈合。

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