Collagen gel dressings repair diabetic skin defects and promote angiogenesis

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.52.017

Abstract

Abstract:

BACKGROUND: Collagen has been shown to promote the restoration of damaged tissue wound and to accelerate wound healing.

OBJECTIVE: To observe the effect of collagen gel dressing on defect healing of diabetic skin and its role to promote capillary regeneration.

METHODS: Forty of 160 Sprague-Dawley rats were used as normal controls, and the other 120 rats were used to make diabetic models with intraperitoneal injection of streptozotocin. After 9 weeks, 120 model rats were randomly divided into model group, positive control group and experimental group. Then full-thickness skin wounds were made on the back of all rats. The normal group and model group were externally treated with vaseline. Experimental group was externally treated with collagen gel dressing, and recombinant human epidermal growth factor gel was used in the positive control group. Finally, the healing area of wounds and newborn capillaries were observed.

RESULTS AND CONCLUSION: At 1 week of administration, animals in the normal control group showed faster wound healing, but the wound healing rates in the other groups were changed insignificantly; at 2 weeks of administration, the healing rate of the normal control group was fastest, and the nonhealing area in the model group was larger than that in the positive control and experimental groups; at 3 weeks of administration, the nonhealing area of the normal control and experimental groups was smaller than that of the model and positive control groups; at 4 weeks of administration, the nonhealing area of the normal control and positive control groups was smaller than that of the model and experimental groups. In addition, wound healing was better in the experimental group than the positive control group at 2 and 3 weeks of administration; while the number of capillaries in the experimental group was more than that of the other three groups at 1, 2, 3 weeks of administration. These results suggest that collagen gel dressings can promote healing of diabetic wounds and improve healing quality.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

全文链接：

Key words: collagen, gels, bandages, hydrocolloid, diabetes mellitus

CLC Number:

R318

Lei Jing, Liu Xu-zhao, Chen Dan-chang, Zhang Yong-bin, Tang Shun-qing. Collagen gel dressings repair diabetic skin defects and promote angiogenesis [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(52): 8456-8462.

Figures/Tables 2

2.1 各组大鼠造模后日常观察结果造模成功后的各组实验动物因糖尿病建模或麻醉手术均有不同数量的死亡，进入结果分析的实验大鼠数量为：正常对照组32只、模型组30只、阳性对照组24只、实验组25只。除正常对照组外，其余各组大鼠实验期间均保持高血糖状态及出现“多饮、多尿、多食、消瘦”症状，符合糖尿病动物模型症状，与正常对照组比较差异极显著，说明糖尿病模型制作成功且稳定。各组大鼠创面手术后的血糖及体质量变化详见表1，2。 2.2 各组大鼠缺损皮肤修复大体观察术后创面不规则、干燥、红润、分泌物少、创缘凸起，大部分3 d后结痂变硬。各组创面术1周内肉眼观察差异不大，术后第2周起正常对照组、实验组和阳性对照组创面干燥、红润，创缘呈长方形为主，收缩明显，其中正常对照组愈合速度较快(图1)。 2.3 各组大鼠缺损皮肤修复面积由表3可见，给药第1周，除正常对照组创面愈合较快外，其余各组创面愈合速度差异不大；给药第2周，正常对照组愈合速度最快，说明正常对照组免疫功能未被破坏，阳性对照组、实验组创面未愈合面积小于模型组(P < 0.05)；给药第3周，正常对照组、实验组创面未愈合面积小于模型组和阳性组，且与模型组比较差异有显著性意义(P < 0.05)；给药第4周，正常对照组及阳性对照组未愈合面积小于模型组和实验组，且与模型组比较差异有显著性意义(P < 0.05)，实验组愈合速度反而有下降的趋势，但与模型组比较差异无显著性意义。从愈合率角度分析，实验组与阳性对照组在给药4周的观察周期内治疗效果相当，其中在给药第二三周，实验组对创面愈合的促进作用明显优于阳性对照组(表4)。 2.4 各组大鼠缺损皮肤修复组织学观察结果见图2。正常对照组：1周时可见疏松肉芽组织；2周时可见创面坏死组织，其下有较厚肉芽组织及大量中性粒细胞浸润；3周时可见修复的表皮下肉芽开始玻璃样变；4周时可见修复表皮出现皮肤附件。模型组：1周时可见创面痂形成，其下肉芽层致密并伴大量炎细胞浸润；2周时可见疏松肉芽并伴大量炎细胞浸润；3周时可见痂下肉芽疏松，血管丰富，有大量炎细胞浸润；4周时可见痂下大量中性粒细胞及渗液。实验组：1周时可见创面及其下疏松肉芽组织，大量中性粒细胞、单核细胞浸润；2周时可见致密肉芽伴大量炎细胞浸润，血管丰富；3周时可见肉芽组织致密，血管丰富，散在单核细胞浸润；4周时可见痂形成及表皮修复，其下疏松肉芽组织。阳性对照组：1周时可见肉芽组织疏松，大量炎细胞浸润；2周时可见坏死层下疏松肉芽组织伴大量炎细胞浸润；3周时可见修复表皮下肉芽组织开始玻变；4周时可见修复的表皮下肉芽玻变明显，散在炎细胞浸润。 2.5 各组成纤维细胞数水平实验组成纤维细胞数在第1周时明显多于其他组，成纤维细胞生长能力快于阳性对照组，与模型组比较差异有显著性意义；第2，3，4周成纤维细胞生长比较平稳，表明凝胶型胶原敷料能够通过促进成纤维细胞的增殖，促进糖尿病缺损创面的修复。阳性对照组第1周时成纤维细胞生长慢，同模型组比较差显无显著性意义，第2，3，4周后生成慢慢加快。模型组修复不稳定，比实验组慢。由此可见凝胶型胶原敷料对糖尿病引起的缺损创面具有一定的促进作用，见表5。 2.6 各组大鼠血管新生情况实验组在新生毛细血管方面，第1周生长速度快于其他组，同模型组比较差异有显著性意义，新生毛细血管前3次取材中都比阳性对照组多，可见实验组凝胶型胶原敷料在促进新生毛细血管的生长方面要比阳性对照组快，见表6。实验中发现：造模成功后在给药后的4周时间内，模型组皮肤修复程度都是最差的；给药3周时，实验组治疗效果明显优于阳性对照组；至给药4周时，阳性对照组治疗效果明显好转，结果与实验组相似。总体评估，正常对照组、实验组与阳性对照组修复程度相似，且明显优于模型组。"

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