基本信息
- 项目名称：
- 负载VEGF DNA质粒胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架修复猪III度烧伤创面支架血管化及创面修复机理
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 该课题是多学科相结合的综合性课题，实验者熟练掌握外科无菌术及基本操作，能独立完成皮肤移植等手术；学习医学美容课程，熟悉皮肤缺损后修复的基本原理。在前期实验中，应用负载VEGF DNA质粒胶原-壳聚糖真皮支架对猪III度烧伤有显著的血管诱导和创面修复作用，本实验建立理想的猪III度烧伤全层皮肤缺损模型，应用负载VEGF DNA质粒胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架研究其血管化和创面修复,明确该材料优点。
- 详细介绍：
- 该课题是一多个学科相结合的综合性课题，申请人熟练掌握外科无菌术及外科的基本操作，能独立完成皮肤移植等手术；通过细胞培养的理论和实验课程的学习，掌握了分离培养猪角质形成细胞和真皮成纤维细胞的技术；学习了医学美容的一些课程，熟悉皮肤缺损后修复的基本原理，并对缺损和修复的研究产生了浓厚的兴趣。申请人可以充分发挥自身的临床技能、实验技能为完成该课题奠定基础。 经过前期的实验研究证明，胶原-壳聚糖真皮支架、胶原-磺羧甲基壳聚糖真皮支架均能修复创伤及烧伤所致的全层皮肤缺损。在Ⅲ度烧伤创面的修复中，后者优于前者。皮肤组织工程的关键是基质材料的快速血管化而能尽早地发挥真皮修复创面的功能。本课题在以往实验的基础上，进一步优化真皮支架基质材料，通过在胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架上复合VEGF质粒，以验证这种改进的支架能否进一步提升人工真皮支架血管化的速度，同时与胶原－磺化羧甲基壳聚糖真皮支架创面修复效果及机理进行比较，并在此真皮支架的基础上进行表皮移植，对创面的修复进行观察，进行生物学检测，明确该材料的医学应用价值。为此材料最终应用到临床提供依据，该材料如果验证成功，则可在一定程度上缓解临床上大面积皮肤缺损而出现的皮源紧张的问题，所以该研究具有实用的临床价值。建立猪III度烫伤全层皮肤缺损模型。用负载VEGF质粒的胶原－磺化羧甲基壳聚糖真皮支架作为人工真皮置入创面，并对该真皮支架植入后不同时间点血管化程度进行检测，根据负载VEGF质粒的胶原－磺化羧甲基壳聚糖真皮支架血管化程度，在血管化真皮支架上进行自身表皮移植，并对原位诱导修复创面效果进行比较。用组织学检测、免疫组织化学法和TUNEL等方法来检测支架中血管生长、成纤维细胞浸润生长情况、修复创面的组织结构、各种生长细胞因子的变化、自身胶原替代人工真皮支架情况以及创面修复过程中的细胞凋亡等。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 明确负载VEGF DNA质粒的胶原－磺化羧甲基壳聚糖真皮支架修复猪创伤后全层皮肤缺损的的可能性和实用性，在猪III度烧伤创面植入支架，待其血管化后，将表皮移植到血管化的支架上，观察修复情况，用免疫组织化学方法对“人工皮肤”中的血管、各种生长细胞因子进行检测，明确应用负载VEGF DNA质粒的胶原－磺化羧甲基壳聚糖真皮支架加表皮移植修复猪III度烧伤的实际效果，为此材料最终应用到临床提供依据。
科学性、先进性及独特之处
- 临床上经常情况需要进行自体皮肤移植才能修复,由于患者的供皮区有限, 需要用一些皮肤替代物覆盖创面。在现有的真皮支架中，存在血管化速度缓慢，血管化程度不足的缺点，本课题是在以往实验的基础上通过对比的方法，研究负载VEGF质粒的胶原—磺化羧甲基壳聚糖真皮支架创面修复及血管化的速度，验证这种改进的支架能否进一步提升人工真皮支架血管化的速度，进一步明确新材料的优缺点。
应用价值和现实意义
- 当大面积烫伤或损伤时需要进行自体皮肤移植才能修复或用其他皮肤替代物覆盖保护和促进愈合。现有的技术有：第一自体全层皮肤移植，因皮源紧张受到限制；第二各种真皮基质，价格昂贵，来源有限；第三应用表皮细胞膜片修复，移植后存在外观功能差、不耐磨等缺点；第四组织工程研究。各种皮肤替代物在一定程度上缓解了大面积烧伤病人的皮源短缺问题,但是存在很多不足。临床上很多皮肤替代物都是国外产品，价格昂贵，无法广泛推广。
学术论文摘要
- 目的 探讨胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架负载血管内皮生长因子VEGF DNA质粒及胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架在修复III度烧伤创面中创面修复、支架血管化及肌成纤维细胞数量所导致的创面收缩与细胞凋亡的差异，明确血管化对修复过程中创面收缩和细胞凋亡的影响及与无支架植入的烧伤创面修复的区别。方法 将两种不同真皮支架各移植于6头猪（共18头猪）III度烧伤清创后创面，对植入支架1、2、3周后的创面及植入支架1、2、3周创面加植表皮后2周的创面修复情况及病理切片进行观察。同时，通过采用免疫组织化学、末端脱氧核苷酸介导的生物素化的脱氧尿嘧啶DNA切口末端标记等方法，对不同时间的创面中表达CD 31的新生血管、α-SMA表达阳性的血管和肌成纤维细胞数量、TGF-β1、TGF-β1表达阳性的细胞数比较、VEGF表达阳性的细胞数和细胞凋亡发生情况进行检测和观察。实验以不植入支架的烧伤创面作为对照。结论 负载VEGF DNA质粒胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架可更好诱导血管生成，减少创面收缩，诱导细胞凋亡从而抑制瘢痕的增生，在临床上具有良好的应用前景。
获奖情况
- 2011年“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛 校一等奖
鉴定结果
- 负载VEGF DNA质粒胶原-磺化羧甲基壳聚糖真皮支架可更好诱导血管生成，减少创面收缩，诱导细胞凋亡从而抑制瘢痕的增生，在临床上具有良好的应用前景。
参考文献
- [1]. Boyce ST. Design principles for composition and performance of cultured skin substitutes. Burns, 2001, 27(5):523-33. [2].徐少骏，黄爱宾，马列，等.生物合成与细胞凋亡在胶原-壳聚糖真皮支架修复创面中的作用和机制. 中华整形外科杂志，2009，25（3）：208-212 [3]. 徐少骏，黄爱宾，马列，等. 胶原-壳聚糖真皮支架原位诱导修复猪全层皮肤缺损研究.中华外科杂志，47（4）：305-308 [4]. 陆树良，金曙雯，青春，等.削痂对深Ⅱ度烧伤局部IL-8释放及创面炎性反应的影响.中华烧伤整形外科杂志，1998,14（4）：255-257 [5]. 向军，陆树良，王志勇，等.伤后24小时内削痂对深II度烧伤创面局部生长因子释放及愈合的影响. 感染、炎症、修复，2002，3(3)：153-155 [6]. Mao ZW, Shi HF, Guo R, Ma L, Gao CY, Zhou J, Shen JC. Enhanced angiogenesis of porous collagen scaffolds by incorporation of TMC/DNA complexes encoding vascular endothelial growth factor. Acta Biomaterialia 2009; 8:2983–94. [7]. Newman PJ，Berndt MC，Gorski J，White GC 2nd，Lyman S．Paddock C，Muller WA．PECAM一1(CD31)cloning and relation to adhesion molecules of the immu—noglobulin gene superfamily．Science． 1990：247(4947)：1219—1222．
同类课题研究水平概述
- 目前国内对人工皮肤的研究较多，包括第四军医大学的金岩已培育出带活细胞的“人工皮肤”，但这些研究都需采用支架在体外与活细胞共同培养形成组织工程的“人工皮肤”，这需要花费一定的时间和财力，且体外培养会受很多不确定因素的影响，会在一定程度上延误患者的治疗。胶原—壳聚糖真皮支架、胶原—磺化羧甲基壳聚糖真皮支架、负载VEGF DNA质粒的胶原—壳聚糖真皮支架创面原位诱导修复创面可克服以上不足。原位诱导是否比组织工程更优越。人工皮肤原位诱导支架材料血管化模拟真皮复合刃厚皮、表皮和表皮细胞移植与无人工真皮支架诱导的皮肤全层缺损创面、形成的瘢痕及在创面上移植刃厚皮、表皮和表皮细胞的区别。材料的血管化速度。人工真皮支架原位诱导和组织工程皮肤在相同的创面血管化速度是否一致。烧伤创面的血供比创伤创面差，用人工真皮支架原位诱导和组织工程皮肤修复效果是否一致。国内对人工皮肤在烧伤创面的应用研究较少。目前，人工皮肤的研究模型多为鼠等小型动物，不能制造较大的创面，而小创面对实验的影响较大，且鼠的皮肤和皮下结构与人不尽相同，而猪的皮肤和皮下结构和人最为相似。目前，国内外人工皮肤研究的细胞外基质模拟物多采用天然材料，而对调节支架材料的表面自由能、电荷性质对人工皮肤成活的影响和将外源性基因（血管内皮生长因子）复合入材料，转入目的细胞，加速支架的血管化较少研究。
