脚底的皮肤细胞如何帮助缓解截肢者的残肢

肢体切除的人经常使用假肢和假肢来改善活动能力和独立性，但佩戴假肢的截肢者中有75%遇到皮肤撕裂，溃疡和水泡等问题。

为了解决这个问题，帝国科学家希望通过对残端皮肤进行重新设计，使其变得更厚，并且在承重和机械力方面变得更好，从而使其更耐摩擦。

帝国理工学院生物工程系的克莱尔·希金斯(Claire Higgins)博士和科林·博伊尔(Colin Boyle)博士希望将脚底厚而结实的皮肤用作结实的残端皮肤的模板。他们希望这将减轻假肢的摩擦和痛苦。

他们是发表在《科学进展》(Science Advances)上的一篇新论文的主要作者，该论文探讨了使唯一的皮肤如此坚硬的原因。

卡罗琳·布罗根(Caroline Brogan)与希金斯博士进行了交谈，以了解为何她的团队的工作可以改善被截肢者的生活。

您要解决什么问题?

许多截肢者使用假肢来模仿身体健全者的行动自由和独立性。例如，假肢可以让截肢者捡起物体，假肢可以帮助他们再次行走。因此，假肢是无价的-但他们也充满了问题。

一个问题是它们在皮肤上摩擦，而皮肤没有能力处理或支撑过多的体重。残端皮肤破裂，引起水疱和溃疡，这可能导致感染和很多疼痛。

这些问题可能意味着截肢者经常脱下假肢比脱下假肢会减轻很多。我们想帮助改变这一点。

为什么要寻找唯一的皮肤来帮助树皮呢?

脚底被足底皮肤覆盖。这种皮肤是我们脚底所特有的，特别厚实和填充，当它承受我们的重量并与鞋子摩擦时，有助于保持完整。

但是，我们手臂和腿上的皮肤并非旨在承受重量或使坚硬的材料摩擦它。我们发现自己在问，为什么我们四处走动或穿鞋时脚下的皮肤不会分解?顶部和底部的比较图像显示脚底(足底)皮肤层比身体皮肤要厚得多。

您的新研究显示了什么?

您会以为厚厚的足底皮肤会随着我们的成长而适应压力，这是可以原谅的，但实际上它的厚度是遗传的。我们已经知道了这一点，但是我们想看看是否可以找到它实际上是如何工作的：是什么使唯一的皮肤如此坚韧?

我们使用计算模型来分析鞋底皮肤的构成及其在压力下与普通皮肤的行为不同。我们发现，皮肤的最外层，即角质层，在保护皮肤免受眼泪和水泡的影响方面发挥着最大作用。唯一皮肤的这一层比其他皮肤类型的要厚得多。

我们发现，较厚的皮肤并不能保护单独的皮肤免于溃疡。取而代之的是，我们发现保护唯一的皮肤免于溃疡的最大因素是排列强力结构蛋白(称为角蛋白和胶原蛋白)的方式。我们发现，表皮位于角质层的下一层，其角蛋白以及不同类型的角蛋白的含量远高于其他皮肤，这有助于单一皮肤抵抗断裂。

同样，我们发现胶原蛋白排列在足底皮肤的“束”中更厚，胶原纤维本身也更厚。

这些因素都会使脚底皮肤变得更坚韧，更能抵抗伤害-被截肢者可能会发现其残端确实有用。

您的发现将如何帮助您使残肢皮肤坚韧?

我们希望我们的论文能帮助我们准确地定义当我们想到更坚硬的树皮时的目标。

现在我们知道，树桩皮肤需要更厚的胶原纤维，更厚的胶原束和不同类型的角蛋白才能像唯一的皮肤一样起作用-因此，现在我们需要找出如何做到这一点!

那是很大的挑战!接下来要做什么?

从逻辑上来说，翻译成患者是一个巨大的挑战，但是从科学上讲，我们已经定义了一些潜在的途径，我们希望这些途径将富有成果-主要的途径是将遗传物质整合到树桩皮肤中以帮助其变厚，并使用唯一的皮肤启发性皮肤移植物。

所有皮肤都有以不同方式生长的潜力，因此我们甚至可以操纵残端皮肤中已经存在的遗传物质来改变其组成。例如，我们可以注入称为成纤维细胞的细胞，该细胞触发胶原蛋白的产生并改变所产生的角蛋白的类型，使皮肤层随着时间的推移而变厚。

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