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伤口愈合过程的新见解

生物医学工程师开发了一种实时观察伤口愈合的技术,从而发现了成纤维细胞的核心作用。在APL Bioengineering中报道的这项工作是在培养皿中人类血管化组织内伤口闭合模型的首次演示。

伤口愈合的先前研究已使用动物模型,但人类的愈合并不以相同的方式发生。一个区别是,例如,小鼠和大鼠的伤口可以愈合而无需肉芽组织,肉芽组织是一种对人类伤口愈合至关重要的组织。

血液凝固后形成肉芽组织,伤口结over。混凝产生了纤维蛋白网络,该纤维蛋白网络用作临时基质。然后肉芽组织接管,用新组织和毛细血管填充伤口,保护伤口免受感染,并为进一步愈合奠定基础。

研究人员通过将人类细胞混合到由纤维蛋白和胶原蛋白组成的凝胶中来创建伤口模型。凝胶中形成的血管产生所谓的血管组织。使用了两种细胞类型:人内皮细胞和成纤维细胞,它们都存在于自然伤口中。

成纤维细胞是在大多数器官和结缔组织中发现的天然纤维产生细胞。内皮细胞形成血管壁,并调节血液与其他组织之间的交换。当伤口愈合时,新血管以称为血管生成的过程形成。

在三天内,实验凝胶中的细胞混合物形成了毛细血管网络。此时,用金刚石解剖刀切开组织,在组织的整个厚度上产生伤口。伤口完全闭合花了四天,但观察到细胞在第3天迁移到伤口中。

作者朱利安·特夫特(Juliann Tefft)说:“在90个小时的过程中跟踪了成纤维细胞和内皮细胞的迁移,揭示了成纤维细胞在伤口边缘的快速运动和内皮细胞的缓慢运动。”

研究人员观察到,当细胞开始封闭空隙时,成纤维细胞环绕伤口边缘约50小时。随后的一系列使用不同数量的成纤维细胞和内皮细胞的实验表明,仅具有内皮细胞的组织甚至在10天后都没有愈合。

作者Jeroen Eyckmans说:“这一证据支持了成纤维细胞是伤口闭合的主要驱动力这一假设。” “在我们的系统中,血管生成所需的内皮细胞,新的毛细血管的形成并没有重新填充成纤维细胞填充的愈合组织。因此,我们的模型可能是一种有用的自下而上的系统,可用于研究适当的伤口血管生成所需的最小成分。”

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