皮膚再生のためのゼラチン - コラーゲンの光クロスリンク可能な3Dマトリックス

この機械的および化学的障壁を感染症に修復するには、皮膚の傷と火傷の即時ケアが不可欠です。ヒドロゲルは、創傷ケアの標準的な方法の1つになっています。ここでは、ゼラチン - コラーゲンの光架橋マトリックスまたはヒドロゲルは、デジタル光処理（DLP）セットアップを使用した2光子重合（TPP）または1光子UV曝露によって製造されました。どちらの手法も、コンピューター支援設計モデルからマトリックスを構築できます。これは、創傷ドレッシングをカスタマイズする将来の臨床アプリケーションにとって重要です。TPPは、高い空間分解能（つまり、〜6μM3）を備えた3D真皮表皮接合部を模倣できますが、製造時間は遅すぎて大きな創傷ドレッシングを生成できませんでした。したがって、この研究では、PhotoInitiatorを除き、TPPと同じ写真抵抗力を使用して、いくつかのCM2の大きな2Dマトリックスを製造するために、DLPセットアップが調査されました。2光子顕微鏡を使用して、in vitroの3Dマトリックスと2Dマトリックスの両方で、線維芽細胞の生存率、順守、および増殖を時間内に分析しました。両方のタイプのマトリックスについて、線維芽細胞の順守と増殖（3T3-NIH）は、37±12 kPaの柔らかいマトリックスと比較して、191±35 kPaの若い弾性率を持つ硬い構造に最適でした。線維芽細胞は、これらのマトリックスに播種した後、14日目に完全な合流点を示しました。これらは、表皮を修復し、宿主マトリックスを分解する前に、将来の真皮におけるフィブロネクチン、コラーゲン、およびさまざまなプロテオグリカンで構成される肉芽組組織を生成する可能性があります。この修復の監視のために、ゼラチン - コラーゲンマトリックスは、炎症プロセスと創傷治癒の同時監視のために、生物光学センサーを簡単に組み込むことができます。

Immediate care of skin wounds and burns is essential to repair this mechanical and chemical barrier to infections. Hydrogels have become one of the standard methods for wound care. Here, gelatine-collagen photo-crosslinkable matrixes or hydrogels were manufactured by two-photon polymerization (TPP) or one-photon UV exposure using a Digital Light Processing (DLP) setup. Both techniques are able to construct matrixes from computer-aided design models, which is important for future clinical applications in which wound dressings should be customized. Although TPP can mimic the 3D dermo-epidermal junction with a high spatial resolution (i.e., ∼6 μm3), the manufacturing time was too slow to produce large wound dressings. Therefore, a DLP setup was explored in this study to fabricate large 2D matrixes of several cm2 using the same photo-resist as for TPP, except for the photoinitiator. The fibroblast viability, adherence, and proliferation were analysed in time on both 3D and 2D matrixes in vitro using two-photon microscopy. For both types of matrixes, the adherence and proliferation of fibroblasts (3T3-NIH) were optimal for stiff structures with a Young's modulus of 191 ± 35 kPa compared to softer matrixes of 37 ± 12 kPa. Fibroblast showed complete confluence on Day 14 after seeding on these matrixes, which may create the granulation tissue composed of fibronectin, collagen, and various proteoglycans in the future dermis before repair of the epidermis and disintegrating of their host matrix. For the monitoring of this repair, gelatine-collagen matrixes can easily incorporate bio-optical sensors for the simultaneous monitoring of inflammation processes and wound healing in time.