《Tissue and Cell》:Phyto-fabricated Gold Nanoparticles and Heterologous Platelet-Rich Fibrin Potentiates Cutaneous Wound Healing Dynamics in Canines
编辑推荐:
狗伤口愈合潜力评估:比较异源PRF、金纳米颗粒-莫陵yn叶提取物及其协同效应。24只犬分为四组,评估宏观指标(皮肤颜色、渗出物、肉芽组织)、收缩率、血液参数及促炎细胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)。第三组(PRF+AuNPs-MOE)在0-7天显著改善愈合参数,IL-6浓度最低,提示协同治疗优于单一疗法。
Raushan Kumar|G.D. Singh|Amrita Behera|Ajeet Kumar|Vivek Kumar Singh|Pradeep Kumar Ray|Mritunjay Kumar|Alok Kumar
兽医外科与放射学系,BVC,BASU
摘要
伤口管理被认为是兽医临床实践中最关键的组成部分之一。生物材料在治疗中的应用展现了巨大的潜力。本研究评估并比较了异种富血小板纤维蛋白(h-PRF)与含有辣木(Moringa Oleifera)叶提取物的金纳米颗粒(AuNPs-MOE)的伤口愈合效果。研究共纳入24只狗,这些狗因自然伤口被带到诊所,并被分为4组,每组6只狗。第一组接受h-PRF的局部应用,第二组接受AuNPs-MoE,第三组同时接受h-PRF和AuNPs-MoE的应用,第四组作为对照组,仅接受标准抗生素敷料。这些狗在应用治疗方案的第0天、第3天和第7天接受了临床评估,评估内容包括:伤口周围皮肤的颜色、渗出物和肉芽组织、伤口收缩百分比、血液学参数以及促炎细胞因子谱。第三组在应用治疗的第3天到第7天内,伤口愈合参数(如伤口周围皮肤的颜色、渗出物和肉芽组织、伤口收缩百分比)有显著改善。同样,第三组血清中的促炎细胞因子(如犬IL-6)表达量从第0天到第7天显著下降。此外,所有组别中IL-1β的浓度也显著降低(p<0.01)。这表明所有治疗方案均具有统一的抗炎效果。这些发现进一步增强了再生性纳米生物分子组合作为传统伤口管理策略替代方案的可能性。
引言
伤口愈合是对组织完整性受损的自发生理生化反应,是一个涉及细胞和分子活动的复杂级联过程,包括稳态、炎症、增殖和重塑等多个阶段(Wang等人,2018年)。组织连续性的破坏会导致内皮下层、胶原纤维及多种生长因子的暴露,从而形成富血小板的伤口床(Lindley等人,2016年)。脱颗粒的血小板分泌多种生长因子和趋化物质,最终形成称为血凝块的三维支架(Gauglitz等人,2011年)。血凝块作为支架和具有趋化特性的细胞及生化物质的来源(Singer和Clark,1999年)。炎症阶段由中性粒细胞(PMN)的出现启动,它们迅速清除细菌,随后巨噬细胞聚集,这为伤口愈合创造了适宜的环境(Berman等人,2017年)。增殖阶段的特点是各种细胞(成纤维细胞、角质形成细胞、内皮细胞)以及生长因子(TGF、VEDF)和白细胞介素(Su等人,2010年)的出现。重塑阶段通过清除过多的细胞外基质和未成熟的胶原纤维来重塑伤口部位,同时产生成熟的胶原纤维(Tsai等人,2018年)。
这些阶段受到外部和内部因素的调控,这些因素通过局部或系统途径起作用。局部因素包括污染、过量的活性氧、外来物质的存在以及氧合情况,而系统因素包括免疫功能低下或类固醇的使用(Rodrigues等人,2012年)。
研究人员开发了多种可用于伤口愈合的局部治疗剂,其中富血小板纤维蛋白(PRF)就是一个例子(Choukroun等人,2006年)。
PRF是一种富含血小板的第二代支架(Ehrenfest等人,2014年)。PRF作为支架,促进生物活性物质的释放并促进愈合(Bilgen等人,2021年)。它还促进细胞迁移、伤口床处毛细血管芽的形成以及细胞分化(Marín Fermín等人,2024年)。支架中的纤维蛋白网络保护生长因子免受蛋白水解,促进其持续释放,使其成为更合适的伤口愈合治疗剂(Miron等人,2017年)。近年来,PRF的生产工艺得到了改进。最新研究表明,最终形成的纤维蛋白凝块的治疗效果受多种因素影响,例如使用的离心机类型(水平离心或固定角度离心)、转子类型、试管类型(玻璃或硅胶或玻璃涂层)。这些因素会影响凝块的形成、血小板和白细胞的附着以及生长因子的释放动力学(Farshidfar等人,2025年)。最新研究显示,水平离心优于传统的低速离心:较低的离心速率和适当的时间调整可以使得更多血小板附着在纤维蛋白的上层,从而形成更多孔隙结构,有利于生长因子的持续释放(Herrera等人,2023年;Bunyatratcha等人,2025年)。
近年来,纳米颗粒(NPs)被广泛用作伤口愈合的治疗剂。金属基纳米颗粒(如金、银、锌)还具有良好的抗菌和伤口愈合效果(Rezvani等人,2016年;Zheng等人,2022年)。然而,金属基纳米颗粒在应用时可能产生毒性反应。将金纳米颗粒与辣木叶提取物结合使用可以降低其毒性,从而增强其有益效果。制备过程中使用了草药(辣木叶提取物)作为还原剂,因此这一过程常被称为植物基纳米颗粒合成(El-Sherbiny等人,2024年)。辣木叶富含氨基酸(色氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、半胱氨酸)和黄酮类化合物(萜烯和花青素等),使其成为促进生长、强效抗氧化剂、抗炎剂和免疫调节剂(Abd El-Hack等人,2022年)。一些研究者将金纳米颗粒与血小板衍生的支架和间充质干细胞结合使用,报告称这提高了细胞的存活率、成骨分化和旁分泌活性(Shams等人,2023年)。纳米颗粒合成过程中的结构和表面修饰会影响其生物利用度、细胞摄取和再生潜力,包括血管生成(Wang等人,2024年)。研究表明,金纳米笼的应用可以调节纳米颗粒的形态特性,使其更具生物利用性和兼容性。
本研究旨在比较异种PRF的局部应用、使用辣木叶提取物制备的植物基金纳米颗粒(AuGNP-MOE)及其在调节犬伤口愈合动态方面的协同效应。
材料与方法
本研究在机构动物伦理委员会(IAEC/BVC/2024/37)的预先批准和协议下进行,符合ARRIVE原则(https://arriveguidelines.org)。动物研究:体内实验的报告。此外,研究还遵循了1986年《动物(科学程序)法案》及相关指南以及欧盟指令2010/63的要求,以保护用于科学目的的动物。
我们的工作
临床和血液学参数
所有临床和血液学参数在不同时间间隔以及所有治疗组之间均无显著差异。
伤口形态测量或伤口面积
伤口表面积以平方毫米(mm2)表示。结果显示,所有治疗组在不同时间间隔内的差异均无显著性。
伤口愈合率(以百分比表示)
伤口收缩率有效决定了伤口愈合的速度。图3.2中的数据显示,第一组的伤口收缩率显著较高。
讨论
伤口愈合是一个复杂的生物过程,其效果取决于生理和免疫反应以及在伤口部位应用合适的治疗剂(Salazar等人,2016年)。伤口收缩率被认为是有效愈合的标志和最早迹象。本研究表明,在研究期间,h-PRF表现出显著的伤口收缩率。h-PRF在伤口愈合中的效果可归因于其生物相容性。
结论
虽然生物模型存在实验局限性,但综合治疗方案(h-PRF+ AuGNP-MoE)在早期愈合参数(如渗出物量、伤口收缩和肉芽组织出现)方面显示出显著改善。所有治疗组的促炎参数均显著低于基础生理值。然而,第三组(h-PRF+ AuGNP-MoE)的IL-6浓度显著降低。这些发现表明...
未引用的参考文献
(Herrera-Vizcaino, 2023; Merck Veterinary Manual, 2024; Tottoli et al., 2020)
作者声明
我是Gyan Dev Singh博士,本文的通讯作者和研究负责人。我很高兴将我们的手稿提交给《Tissue and Cell》期刊审稿。该论文尚未发表,也未在其他地方接受审稿。所有作者均已阅读并批准了手稿内容,不存在利益冲突。
致谢
作者衷心感谢比哈尔动物科学大学(位于印度帕特纳)的副校长提供的指导和基础设施支持。