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高质量发展印记丨吉大一院骨科中心手足外科路来金教授团队在《Nature Communications》发表论文

2023-05-05 10:00

与传统外科延迟手术相比,该敷料在术中单次应用的情况下可有效促进移植皮瓣远期(术后3月)神经再生,这对于减少手术次数、缩短住院周期和移植后远期功能重建具有重要意义。

皮瓣移植术后,由于血管蒂的灌注范围有限及缺血再灌注损伤,皮瓣远端可能会发生缺血坏死。吉大一院骨科中心手足外科路来金教授团队联合朱守俊教授团队、张俊虎教授团队,从临床实际出发,结合皮瓣移植术后的具体生理过程,开发了一种新型CO/NO双气体次第缓释水凝胶贴片,有效地提高了皮瓣成活面积。该项成果以原创论著的形式发表于国际知名期刊《Nature Communications》,吉林大学白求恩第一医院作为第一署名单位,路来金、朱守俊、张俊虎为共同通讯作者,吉林大学鼎新学者/课题组特聘科研助理唐晓铎博士与手足外科预留院A岗任景炎博士为共同第一作者。

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血管体区(Angiosomes)是指单一源动脉树形分布所灌注的所有解剖区域。两个相邻血管体区的链接方式(true anastomosis/choke vessels)是决定穿支血管灌注范围的关键;术前或术中如果能将choke吻合转化为真性吻合,可以显著增加穿支血管的灌注范围。一氧化碳(CO)和一氧化氮(NO)作为心血管系统中血管张力的重要调节因子,在生理浓度条件下以协同互作的方式在靶器官中发挥功能,但其剂量依赖性、短半衰期和较窄的安全治疗窗限制了气体分子治疗的有效性和安全性。课题组以经典的儿茶酚修饰的壳聚糖和醛基化的葡聚糖为主体结构,Ru(CO)3Cl(glycinate)和S-Nitrosoglutathion作为CO/NO供体,设计了内部掺杂载有4-甲氨基吡啶(捕获NO进而延长NO缓释周期)的纳米明胶微球的水凝胶敷料,实现了CO和NO的局部次第释放;前期CO的快速释放可减轻移植组织早期的缺血再灌注损伤,同时在一定程度上代偿了高浓度的NO的细胞损害,随后低剂量的NO局部精准缓释则降低了移植组织内循环阻力,实现组织移植后围术期稳定的血流灌注。

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次第缓释双气体水凝胶的设计策略及应用示意图(图片来源:Nat. Commun.)

课题组以大鼠游离皮瓣缺血再灌注损伤模型和颈部动静脉血管吻合模型为研究对象,通过激光散斑多普勒和近红外二区成像等技术验证了该敷料可实现移植组织血流通道的即时开放和围手术期长效血流灌注。与传统外科延迟手术相比,该敷料在术中单次应用的情况下可有效促进移植皮瓣远期(术后3月)神经再生,这对于减少手术次数、缩短住院周期和移植后远期功能重建具有重要意义。

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次第缓释双气体水凝胶用于皮瓣移植存活及远期功能评价图片(来源:Nat. Commun.)

论文信息: Nature Communications (2023)14-2417, DOI: 10.1038/s41467-023-37959-y  

END

来源丨骨科中心手足外科 编发丨宣传统战办公室

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水凝胶,手足,皮瓣,血管,敷料

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