Comparative evaluation of healing biomarkers in skin wound exudates using a nanobiosensor and histological analysis of full-thickness skin wounds grafted with multidirectional or unidirectional artificial dermis

Abstract

Analysis of factors that play a role on the healing process in exudates from skin wounds might shed light on the effect that grafted artificial tissue has in wound regeneration and repair. The first objective of this work was to standardize an optic surface plasmon resonance method based on self-assembled monolayers to quantify healing mediator factors (angiopoietin-2, epidermal growth factor, tumour necrosis factor-α, transforming growth factor-β1, and vascular endothelial growth factor) in wound exudates. Optimal conditions for self-assembling of alkanethiol monolayers, immobilization of antibodies antifactors, and regeneration of sensor surfaces were established. A second objective was to compare healing of wounds grafted with artificial dermis with wounds left to heal by secondary intention (control) in a lagomorph model of full-thickness skin wound. Each animal included in this study had a control wound and an identical contralateral wound grafted with artificial dermis that was made by seeding autologous skin fibroblasts into unidirectional or multidirectional collagen type I scaffolds. Histological and histomorphometric analyses were carried out when animals were sacrificed, in addition to quantifying the factors in the exudates of wounds sampled 3 days after surgery. There were significant differences between the concentrations of evaluated factors in the exudates from grafted and control wounds. This finding coincides with differences observed in the histological and histomorphometric analyses of repaired tissue formed in treated and control wounds.

El análisis de los factores que influyen en el proceso de curación de los exudados de las heridas cutáneas podría arrojar luz sobre el efecto que tiene el tejido artificial injertado en la regeneración y reparación de las heridas. El primer objetivo de este trabajo fue estandarizar un método de resonancia de plasmones de superficie óptica basado en monocapas autoensambladas para cuantificar factores mediadores de cicatrización (angiopoyetina-2, factor de crecimiento epidérmico, factor de necrosis tumoral-α, factor de crecimiento transformante-β1 y factor de crecimiento endotelial vascular). factor de crecimiento) en los exudados de las heridas. Se establecieron las condiciones óptimas para el autoensamblaje de monocapas de alcanotiol, la inmovilización de anticuerpos antifactores y la regeneración de las superficies de los sensores. Un segundo objetivo fue comparar la curación de heridas injertadas con dermis artificial con heridas que se dejaron curar por segunda intención (control) en un modelo lagomorfo de herida cutánea de espesor total. Cada animal incluido en este estudio tenía una herida de control y una herida contralateral idéntica injertada con dermis artificial que se hizo sembrando fibroblastos de piel autólogos en andamios de colágeno tipo I unidireccionales o multidireccionales. Se realizaron análisis histológicos e histomorfométricos al sacrificar los animales, además de cuantificar los factores en los exudados de las heridas muestreadas 3 días después de la cirugía. Hubo diferencias significativas entre las concentraciones de los factores evaluados en los exudados de las heridas injertadas y de control. Este hallazgo coincide con las diferencias observadas en los análisis histológicos e histomorfométricos del tejido reparado formado en heridas tratadas y de control.