《Wound Repair and Regeneration》：Enhanced Early Vascularization and Tissue Formation in a Biphasic Collagen Hydrogel Dermal Regeneration Template
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为解决全层皮肤损伤修复中真皮再生模板（DRT）血管化缓慢、需二次手术等问题，研究团队开发了新型水凝胶真皮再生模板（hDRT），通过猪模型证实其可加速细胞浸润与新血管生成，促进更早的“新真皮”层形成，为全层皮肤修复提供更快速可靠的方案。
皮肤是人体最大的器官，也是我们与外界环境之间的第一道屏障。当遭遇烧伤、创伤或慢性溃疡时，皮肤可能形成全层缺损，这意味着表皮和真皮两层结构全部丧失。面对这样的损伤，临床医生常常陷入两难：采用全层皮片移植（FTSG）效果虽好，但供区有限且可能造成新的创伤；而采用更易获取的断层皮片移植（STSG），又因缺乏足够的真皮支撑，容易导致伤口收缩、瘢痕增生，影响外观和功能。
数十年前，真皮再生模板（Dermal Regeneration Template, DRT）的诞生为这一困境带来了曙光。它们作为一种支架，植入伤口后能引导人体自身细胞长入并形成新的“真皮”层（即“新真皮”），再在其上覆盖薄层皮片，从而获得更接近正常皮肤的修复效果。然而，现有广泛使用的DRT（如市场主导产品MLT）有一个显著的“阿喀琉斯之踵”：它们血管化的过程异常缓慢，通常需要2到4周时间才能与伤口床充分整合。这意味着患者需要接受两次手术——第一次植入DRT，等待数周后血管长入，再进行第二次皮片移植。漫长的等待不仅增加患者的痛苦和经济负担，更提高了伤口感染、移植物失败等并发症的风险。
为了突破这一瓶颈，研究团队将目光投向了材料微结构设计。他们开发了一种名为DermiSphere hDRT（hydrogelDermal Regeneration Template，以下简称hDRT）的新型双层胶原水凝胶真皮再生模板。其创新之处在于，它将高密度的I型胶原微球紧密包裹在低密度的I型胶原水凝胶中，形成了独特的密度梯度界面。这种微观结构上的差异，如同为细胞迁移和血管生长铺设了“高速公路”，能更有效地引导宿主细胞快速浸润。前期研究已在小鼠模型中证实了hDRT能加速新真皮形成，并在猪模型中实现了与断层皮片的同时移植，即“一步法”手术。
发表在《Wound Repair and Regeneration》的这项研究，旨在深入揭示hDRT实现快速整合的早期细胞与分子机制。研究人员特别关注在没有覆盖皮片的情况下，宿主细胞如何早期响应并启动血管生成过程，以阐明其支撑后续成功移植的深层原理。
为开展此项研究，研究人员主要采用了以下几项关键技术方法：首先，他们使用了同源人类皮肤的猪全层皮肤缺损模型，在4头约克夏小型猪背上制造了多个3×3 cm的全层伤口，分别植入hDRT和作为对照的市场主导DRT（MLT）。其次，在术后第3、7、10天，通过 strip biopsy 获取样本，并采用轻柔剪切力测试来评估产品与伤口床的整合程度。最后，对样本进行系统的组织病理学分析，包括苏木精-伊红（H&E）染色、皮 Sirius 红（PSR）染色以观察胶原沉积，以及针对内皮细胞标志物CD31的免疫组织化学（IHC）染色，以定量和定性地评估细胞浸润、新血管生成和新真皮厚度。
3.1 DRT整合情况
通过术后第3天对移植物施加轻柔剪切力测试发现，hDRT已完全整合到伤口床中，难以剥离；而MLT则表现出极小的粘附力，很容易从伤口床脱落。这表明hDRT在植入后极早期就已实现了可靠的物理整合，为后续生物学过程奠定了基础。
3.2 DRT早期炎症浸润与新血管生成（第3天）
3.2.1 炎症浸润
定量组织学分析显示，术后第3天，hDRT在所有区域（除最靠近伤口床的底层外）的细胞浸润密度均显著高于MLT。这意味着hDRT的独特微结构能支持宿主免疫细胞（如单核细胞、中性粒细胞）更快速、更深层地迁移入支架内部。
3.2.2 新血管生成
CD31免疫组化染色结果显示，术后第3天，hDRT内部已有CD31阳性的细胞和细胞束（血管前体）长入，几乎穿透了结构厚度的一半；而MLT中仅在其与伤口界面处有稀疏的CD31阳性细胞。这表明hDRT在植入后仅72小时就已启动了活跃的新生血管过程。
3.3 天然组织沉积分析
3.3.1 新真皮厚度（第7天和第10天）
测量新形成的真皮样组织（“新真皮”）厚度发现，术后第7天，hDRT生成的新真皮组织显著厚于MLT。到第10天，hDRT组的新真皮厚度平均值仍高于MLT组，但差异未达统计学显著性，这可能与样本个体差异较大有关。
3.3.2 支架血管化（第7天和第10天）
到术后第7天，hDRT内部已遍布CD31阳性的管腔结构（血管），并且血管网络延伸到了覆盖在DRT之上的新生肉芽组织中。定量测量血管化组织侵入深度显示，hDRT在第7天的血管侵入深度显著大于MLT。MLT的血管化则延迟且不完全，其支架上半部分在早期仍缺乏血管。
3.3.3 胶原沉积
皮 Sirius 红染色用于显示新沉积的胶原纤维。到术后第10天，hDRT的微球之间几乎完全被新沉积的胶原填充，排列较为均匀；而MLT内部则可见更多的空隙，胶原沉积的均匀性较差，特别是在支架的上部区域。
3.4 细胞侵袭的定性分析
独立的皮肤病理学家评估进一步揭示了两种材料引导组织再生的模式差异。在hDRT中，细胞和血管呈现更垂直的定向生长，促进了上下贯通的、整合良好的血管网络和胶原基质形成。而在MLT中，由于其多孔结构，细胞和胶原的沉积被限制在单个孔洞内，呈“篮状编织”模式，血管生长不规则，孔壁周围可见多核巨细胞，表明其结构在一定程度上限制了细胞迁移和功能整合。
研究结论与讨论
本研究通过严谨的猪模型实验，从整合性、细胞浸润、血管生成和组织沉积等多个维度，系统阐释了新型hDRT相较于传统MLT的显著优势。其核心结论在于，hDRT通过独特的双层胶原（微球+水凝胶）梯度微结构，创造了更有利于细胞迁移和血管长长的物理环境。这使得它在植入后3天内即实现伤口床的可靠整合，7天内形成较厚且充分血管化的新真皮组织。
这种早期、快速且充分的血管化，为理解hDRT为何能在先前研究中支持“一步法”手术（即DRT与断层皮片同时移植）提供了关键机制证据。尽管术后3天时hDRT内部血管尚未完全贯穿，但其已达到的血管化程度，足以支持覆盖其上的皮片通过“血管吻合”过程在黄金72小时内重新获得血供而存活。
因此，这项研究不仅展示了一种性能优异的新型生物材料，更从原理上挑战了真皮再生需要漫长等待期的传统临床范式。它表明，通过精巧的微结构工程设计，可以大幅加速生物材料在体内的整合与功能化进程。hDRT的成功开发，有望将全层皮肤缺损的治疗从传统的、耗时数周的“两步手术”模式，革新为更高效、经济、患者友好的“单步手术”模式，尤其对于伴有肌腱或骨骼暴露等血运较差、传统DRT易失败的复杂创面具有重要的临床转化意义。当然，研究也存在局限性，如因材料外观差异难以实现完全盲法评估，未来与更多商业产品的直接比较将有助于进一步明确其相对优势。
