"再生"讲堂

1、第104号捐献:对器官捐献与移植的思考?

2、 人类关于再生的最早想法

3、上世纪上半叶颇具盛行的组织疗法

4、组织工程学的建立和发展

5、组织/器官的原位再生

6、什么是再生医学材料?

7、人类新希望:再生医学(央视视频)

8、皮肤创伤与再生修复材料

9、 骨科再生医学材料

10、 神经损伤与再生修复材料

11、 干细胞与再生医疗

12、 生长因子(蛋白或多肽)

待续,请继续关注......

 

人工皮肤材料的发展历程

 

  皮肤替代物的发展,大致经历了三个阶段:从最早的天然生物覆盖物,到后来的合成材料替代物,直至近年来发展起来的具有细胞成分的组织工程皮肤。

(一)天然生物覆盖物
1. 自体移植物
  自体皮移植是目前烧烫伤患者最理想的、也是永久性修复创面的唯一方法。从患者身上未损伤的区域取得游离厚皮移植物(表皮连同薄层真皮)要优于任何其它方法,尽管如此,该方法仍存在不足:1)对供皮区造成新的创口,给患者带来疼痛;对于大面积烧伤患者,同时增加开放创口的数量诱发机体炎症反应等。2)供皮区易留下疤痕和色斑改变。3)供皮区真皮取走后不能再生,永久性地使该部位真皮较正常皮肤薄。4)供皮区成为微生物侵袭的潜在部位。5)供区不能无限制地提供真皮。6)对大面积烧伤患者,由于自体供皮不足,不能完全以自体移植物关闭创面。因此,往往需要同种异体或异种皮肤暂时覆盖创面[47-49]。
2 同种异体移植物 
  同种异体移植物来源于尸体皮,是一较理想的天然覆盖物[48,49]。人类尸体皮移植早已常规地作为暂时性创面覆盖物用于烧伤的治疗[50],它具有如下优点:1)防止创面干燥;2)肉芽组织生成;3)减少水分蒸发;4)减少热量损失;5)限制细菌增殖;6)防止渗出的蛋白及红细胞流失;7)减轻伤口疼痛;8)有利于受损关节的运动:9)保护暴露的肌腱、血管、神经;10)促进浅表烧伤的自愈过程; 11)具有良好的美容效果。尸体皮移植3天就有血管长入。但是紧接着3-4周内发生免疫排斥反应[51]。由于尸体皮属同种异体皮,其中的细胞成分是引起免疫反应的主要因素。如果去掉细胞成分,真皮就可以永久性地贴附于创面上,有利于表皮的移植。
  AlloDerm是LifeCell公司研制开发的一种去细胞尸体真皮产品[52]。它不含表皮和真皮的细胞成分,与患者组织相容性较好,是一种永久性皮肤替代物。AlloDerm可与薄的自体表皮移植物同时移植,避免患者再次手术所带来的麻烦和痛苦。虽然AlloDerm同其它同种异体移植物一样,具有传染疾病的危险,但去细胞过程可降低这种危险性[53]。目前,AlloDerm已经用于小范围的皮肤缺损治疗。
3  异种皮肤移植物
  早在1692年,有人曾尝试以水蛭皮护理伤口。而在巴西,青蛙皮曾被用于覆盖创面。进入20世纪后,人们陆续尝试以豚鼠、鸡、兔、狗及猪等动物皮肤治疗烧伤[54-56]。其中应用最广并延续至今的是猪皮。异种皮由于不能与宿主建立血管连接,并可发生免疫排斥反应,只能作为暂时覆盖物,以防创面感染和体液大量流失[51]。同时,异种皮移植,还存在感染"人畜共患传染病"的潜在风险。

(二)合成材料覆盖物
  尸体皮移植物和异种皮移植物作为暂时的天然皮肤替代物,均存在共同的问题――免疫排斥、疤痕和传播疾病等,以合成材料或合成材料与天然生物材料复合而发展起来的皮肤替代物,可用于烧伤的辅助治疗[57]。
  为迅速闭合创面,皮肤替代物必须具备:1)能够粘附创口底部;2)耐磨并富有弹性,以防止变形;3)基底层水分丢失控制在一定的速率;4)提供生物屏障防止细菌侵袭;5)提高止血能力;6)应用方便;7)可于创伤后随时应用;8)能引导创口"再生样"反应,而不发生炎症、免疫排斥和自身免疫反应[2]。
  Pruitttal[51]等构建的双层皮肤替代物则完全由合成材料构成,表皮部分由具有良好孔状结构的聚四氟乙烯片构  成,真皮部分则由6-8层可长入微血管的微网结构构成,当应用在新切开的创面上时,能保护创面,允许肉芽组织长入,从而容易贴附创面。这种材料有足够的牵拉强度,当从创面上揭下时,不形成碎片,因此避免了异体颗粒的形成。其不足之处是:常见膜下积液。
  Biobrane是一种透明的具有"表皮"和"真皮"结构的复合材料人工皮肤。顶层为类似于表皮的一薄层硅氧烷(Siloxane),真皮层为胶原包被的尼龙网,有延展性好,不易形成碎片等特征。目前已广泛应用于烧伤覆盖[58]。但Biobrane的应用有局限性,不能用于干枯和有坏死组织的创面,仅适于湿润且相对洁净的Ⅱ°烧伤创面和无菌的供皮区[59]。
  二十世纪60年代末,Burke和Yannas开始尝试研制合成材料人工皮肤[60,61]。
  Integra是由Burke和Yannas根据材料科学和工程学原理设计的一种真皮替代品,目的是让其在创面上充当支架,便于真皮层的再生,1997年开始应用于烧伤患者,目前已成为商品[62,63]。Integra结构上分为两层,内层由牛肌腱来源的胶原纤维和硫酸软骨素构成多孔支架,厚约2mm,孔径大小为70~200μm,外层则为0.02mm厚的硅胶膜(Silicone),起表皮作用,可用于全厚层皮肤缺损。应用Integra可及时关闭创口,引导成纤维细胞和内皮细胞生成新的真皮,减少疤痕形成。不必再次移植患者自身真皮,避免在供区形成新的疤痕。在移植后2~3周,一旦新生真皮部分血管化,即可去除外层的硅胶膜,而由自体表皮移植物来替代。内层人工真皮一般于术后5周左右降解。Integra因不含活细胞,贮存运输简单,无传染疾病的风险。其不足之处是:1)无内在的免疫保护。在形成较完整的新生真皮之前,必须保持无菌。2)表皮层为纯粹的硅胶膜,必须二次移植自体表皮。3)其强度和弹性还不足以应用于诸如背,腋窝,腹股沟等难度较大的部位[63]。
  Dermagraf-TC及Transcyte是一类与上述的Biobrane相似的人工皮肤覆盖物,不同的是真皮中增加了人成纤维细胞。有趣的是,无论成纤维细胞是活还是死,均具有同样的功能。临床试验表明,Dermagraf-TC完全可替代尸体皮移植物作为暂时的烧伤覆盖治疗[64]。
  上述的合成材料覆盖物,其共同的缺陷是只能作为暂时的烧伤覆盖,均需进行二次植皮。

(三)组织工程皮肤
  八十年代末,随着组织工程学的建立和发展,以及生物材料研究的不断深入,越来越多的具有活细胞成分的皮肤替代物出现并应用于临床烧伤治疗[2]。组织工程皮肤是应用组织工程原理发展起来的具有生物活力的新一代皮肤替代物。20多年来,组织工程人工皮肤已得到迅猛发展,多种性质的人工皮肤已开始用于临床或正在进行临床试验。