之字形切口与直切口的愈合方式不同，现在我们知道原因了：

并非所有的手术切口都是相同的。虽然一些人可能更喜欢典型的直线切割，但锯齿形路径可以减少疤痕组织，使其成为某些整容手术的首选方法。

新加坡南洋理工大学 (NTU) 的研究人员进行的一项调查新加坡）发现了这两种方法之间的细胞差异，这可能会导致更有效的手术切口。

在 64 小时内监测生物合成材料中的模拟伤口愈合发现，波浪状缝隙的愈合速度实际上快了近五倍得益于细胞运动路径的差异，它们是直边的。

“科学家们早就知道，你切割皮肤的方式会影响它的愈合速度，”来自 NTU Singapore 的机械工程师 K Jimmy Hsia 说.

“然而，关于为什么会发生这种情况以及可能影响愈合速度的因素，我们知之甚少。”

为了让科学家们了解伤口愈合途径中的过程，夏和他的团队研究了 Madin-Darby 犬肾 (MDCK) 细胞如何闭合伤口中的缝隙，这些伤口是由微图案水凝胶制成的皮肤上的切口。

他们使用的狗肾上皮细胞与那些上皮细胞的类型相同在人体皮肤中。上皮细胞构成了形成我们外部皮肤和排列我们内部器官的结构组织。胚胎发育、组织修复和伤口愈合都依赖于这些细胞封闭组织间隙的能力。

科学家们使用一种称为粒子图像测速仪的流体运动测量方法来观察 MDCK 细胞的工作情况在 30 到 100 微米宽的切口附近。

波浪形切口的曲率半径为 50、75 或 100 微米。他们特别关注切口的宽度和曲率如何影响过程。

延时图像显示宽度为 30 μm 的合成伤口的不同愈合阶段。与刚刚开始愈合的直伤口中的细胞相比，细胞在第 42 小时形成桥梁（亮红色）以快速闭合波浪状间隙。 （南洋理工大学）

“与直线伤口相比，波浪伤口引起的高度不均匀和旋转运动使细胞有更多机会四处移动，”生物力学工程师 Xu Hongmei 说。

直的伤口沿着边缘移动，而波浪形的伤口使细胞以类似于漩涡的漩涡状移动。

“这使细胞能够快速与伤口边缘相反部位的相似细胞连接，形成一座桥和闭合波浪形伤口缝隙比直线缝隙更快，”Xu 解释说。

曲率范围对波浪形伤口的愈合速度没有显着影响，但宽度需要足够小以形成桥梁。实验表明，最大间隙尺寸为 75 微米是成功的。

该团队指出，对于不同的细胞类型，这个最高距离可能不同，如果曲率小于或大于他们使用的范围，可能会对桥的形成和愈合速度产生影响。

然而，即使在 30 微米的最小实验间隙中，细胞也大多平行于 – 而很少朝向 – 直线切口移动。而且它们没有形成桥。

Hsia 和他的同事考虑了是否可以通过波浪边缘帮助桥的形成，从而导致更多的细胞分裂和生长，从而增加可用于愈合的细胞数量，但计算结果表明

“观察结果清楚地表明，直边和波浪形边缘对细胞迁移提供了不同的几何限制，”他们在论文中写道，“产生不同的细胞运动模式……从而产生不同的愈合效率”。

研究人员注意到的另一件事是细胞核的位置。在不参与伤口愈合的细胞中，它大致位于中间。然而，在愈合间隙上方的细胞中，它显然偏离了中心，似乎更靠近细胞边缘以避免直接位于间隙上方。这在波浪形伤口上的细胞中更为明显。

非伤口细胞核的位置细胞 (i)，以及在愈合的波浪间隙区域 (ii)。细胞核是白色的，细胞是随机颜色。 （Xu et al., PNAS, 2023）

他们认为这表明闭合伤口间隙的细胞承受着很大的机械张力，锯齿状伤口附近的细胞比 t 上方的细胞拉伸得更多

“这项研究揭示了缝隙闭合的细胞和分子机制，有助于科学理解伤口愈合过程的基本原理，”机械工程师黄昌金总结道。

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“临床医生和外科医生可以利用这些知识为未来患者的伤口管理护理制定更好的策略，例如切口方法。”

该研究发表在 Proceedings of美国国家科学院。