組織工程皮膚

1、組織工程皮膚姓 名：學 號：學 院：學 校：第1頁人體最大器官，約占總體重16%；由表皮、真皮、皮下組織組成；保護、分泌、代謝、感覺作用；參加免疫反應(yīng)；維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定；皮 膚第2頁皮 膚皮膚損傷燒傷燙傷急性機械外傷糖尿病足潰瘍遺傳疾病手術(shù)創(chuàng)口 以燒傷燙傷為例，據(jù)統(tǒng)計我國每年燒傷、燙傷病人達500萬1000萬例，僅嚴重燒傷病人就有近10萬人次。第3頁皮 膚所以，尋找一個理想皮膚替換物一直是臨床亟待處理難題。皮膚損傷與移植治療自體皮膚移植異種皮膚移植同種異體皮膚移植大面積皮膚損傷患者本身所剩皮膚有限，或傷口再生能力較弱，自體皮膚移植無異于雪上加霜。優(yōu)點為其起源豐富，含有生物兼容性；缺點為其含有

2、大量引發(fā)抗原性物質(zhì)，造成嚴重排斥反應(yīng)，還存在引發(fā)感染病毒風險。起源包含人類尸體皮或胎兒羊膜，優(yōu)點為處理方式較簡單，和人類皮膚組織兼容性高，缺點在于其起源嚴重不足，也有感染疾病風險和免疫排斥問題。第4頁組織工程皮膚概念組織工程利用細胞或細胞外基質(zhì)構(gòu)建含有一定生理學功效人工皮膚，用于修復(fù)創(chuàng)面和重建皮膚功效。分類表皮替換物：體外培養(yǎng)自體表皮細胞膜片，形成復(fù)層上皮，再植回患者，修復(fù)缺 損皮膚。缺點是抗感染能力差、難以移植、與創(chuàng)面結(jié)合不穩(wěn)固。真皮替換物：主要采取膠原-GAG、膠原凝膠、PGA/PLA網(wǎng)、尼龍網(wǎng)等作為真皮 支架材料，結(jié)合成纖維細胞、表皮細胞培養(yǎng)成皮膚替換物。復(fù)合皮膚替換物：將表皮與真皮替換

3、物結(jié)合起來構(gòu)建靠近正常皮膚結(jié)構(gòu)一個 皮膚替換物，代表著當前人工皮膚研究方向。目標構(gòu)建出功效、外形與自體皮膚相同或相同永久性皮膚替換物。第5頁組織工程皮膚組織工程皮膚發(fā)展史 1975Rheinwald和Green提出上皮細胞培養(yǎng)技術(shù)，處理了表皮細胞體外傳代擴增難題，使體外培養(yǎng)人工表皮皮片成為可能。 1981美國O Conner首次成功地將培養(yǎng)自體表皮膜片應(yīng)用與治療創(chuàng)傷傷面，但移植存活率不穩(wěn)定。 1996美國Integra Life Science企業(yè)開發(fā)人工皮膚產(chǎn)品Integra取得同意用于III度燒傷治療臨床試驗，能顯著縮短創(chuàng)面愈合時間。 1997美國Advanced Tissue Scien

4、ces企業(yè)生產(chǎn)人工真皮Transcyte獲FDA同意，用于治療II度和III度燒傷。 1998美國Organogenesis企業(yè)研制出組織工程雙層皮膚Apligraf，被FDA同意用于治療糖尿病性潰瘍和靜脈性潰瘍。 美國Ortec企業(yè)研制出雙層皮膚Culture complex skin，被FDA同意用于治療隱性皮膚異常-大泡性表皮松懈。中國第四軍醫(yī)大學與國內(nèi)某企業(yè)合作開發(fā)“安體膚”組織工程雙層皮膚，獲中國SFDA同意用于治療II度和III度燒傷。美國Advanced Tissue Sciences企業(yè)生產(chǎn)另一個真皮替換物Dermagraft,被FDA同意用于治療糖尿病性潰瘍和靜脈性潰瘍。第6

5、頁組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對比產(chǎn)品名稱表皮部分真皮部分FDA批按時間 Transcyte 硅膠膜 I型牛膠原蛋白1997年3月 Apligraf 異體表皮細胞 I型牛膠原蛋白 異體成纖維細胞1998年5月 CCS 異體表皮細胞 I型牛膠原蛋白 異體成纖維細胞8月 Dermagraft PGA 異體成纖維細胞9月 Integra 硅膠膜 I型牛膠原蛋白 GAG4月 安體膚 異體表皮細胞 I型牛膠原蛋白 異體成纖維細胞11月第7頁組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對比Integra美國Integra Life Science企業(yè)開發(fā)一個人工真皮替換物；真皮部分由牛肌腱膠原蛋白及6-硫酸軟骨素制成含有一定空洞大小

6、支架，能夠允許成纖維細胞、巨噬細胞、淋巴球及血小管生成；表皮層為暫時性敷材，由硅膠膜組成，能夠控制傷口水分蒸發(fā)；傷口愈合過程中，真皮層會和傷口結(jié)合，表皮層硅膠膜能夠在真皮層愈合后除去，再深入做自體刃厚皮片或培養(yǎng)自體表皮細胞膜片覆蓋；優(yōu)點：可永久性地修復(fù)創(chuàng)面，產(chǎn)生瘢痕少，傷口攣縮小，外形佳； 異種牛膠原未造成顯著免疫反應(yīng)；缺點：移植后還要再進行二次表皮移植；第8頁組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對比Dermagraft美國先進組織科學企業(yè)研制一個高分子合成支架網(wǎng)-成纖維細胞真皮替換物；以PGA為材料制備支架，并接種從新生兒包皮獲取成纖維細胞，成纖維細胞在支架上大量增殖并分泌各種包含膠原纖維連接蛋白、細胞外

7、基質(zhì)等在內(nèi)各種蛋白，最終形成由成纖維細胞、細胞外基質(zhì)、及高分子材料組成人工真皮；適合用于II度燒傷皮膚移植、III度燒傷用覆蓋材料、糖尿病足潰瘍治療等；優(yōu)點：受體對異體成纖維細胞和PGA纖維無免疫排斥及炎癥反應(yīng)； PGA高分子合成材料對酶解不敏感，所以提升了抗感染能力；缺點：易造成水分丟失；移植后還要再進行二次表皮移植；第9頁組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對比Apligraf美國Organogenesis企業(yè)所生產(chǎn)一個復(fù)合皮膚替換物；采取新生兒包皮異體成纖維細胞接種于牛膠原凝膠中形成細胞膠原凝膠，1周后接種角質(zhì)化細胞，待角質(zhì)化細胞融合成片后進行氣-液界面培養(yǎng)；被FDA核準用于治療糖尿病性潰瘍和靜脈性潰

8、瘍；優(yōu)點：含有正常皮膚功效和外觀； 表皮和真皮基質(zhì)成份相互影響，創(chuàng)面愈合速度快；第10頁組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對比安體膚中國第四軍醫(yī)大學和國內(nèi)某企業(yè)所生產(chǎn)一個組織工程雙層皮膚；表皮層由人表皮細胞組成，真皮層由人成纖維細胞和牛膠原蛋白組成，同時包含兩種細胞分泌合成細胞外基質(zhì)；是一個含有生命活性活體組織皮膚；11月被中國SFDA同意用于治療II度和III度燒傷；優(yōu)點：擴增速度快，臨床應(yīng)用簡單； 可用于各種皮膚創(chuàng)傷、燒傷、潰瘍、外傷手術(shù)及皮膚整形等；第11頁存在問題組織工程皮膚與正常人皮膚仍有差距 外形、韌性和機械性能顯著低于天然正常皮膚； 缺乏神經(jīng)、毛囊、血管、汗腺等結(jié)構(gòu)； 屏障、免疫、物質(zhì)能量交

9、換等功效與正常皮膚有較大差距；組織工程當前還不能處理全部臨床皮膚缺損問題 當前伎倆側(cè)重于處理皮膚缺損后組織修復(fù)，不適于大面積深度燒傷 患者救治； 移植后一旦發(fā)生排異反應(yīng)，仍需盡快進行自體皮膚移植；組織工程皮膚研究深度還不夠 只有在深入研究皮膚及其從屬細胞發(fā)育、分化、成熟、相互作用機制 基礎(chǔ)上，才能在體外培育出與天然皮膚相媲美組織工程皮膚；第12頁近期專利結(jié)果含活細胞組織工程皮膚及其制備方法 申請?zhí)枺篊N10562163.2一個含活細胞組織工程皮膚，包含表皮層、仿真皮層和真皮層，所述仿真皮層包含角朊細胞、成纖維細胞和生物支架材料，其中生物支架材料由明膠、殼聚糖、谷酰胺肽和透明質(zhì)酸按一定質(zhì)量比組成

10、；加入了仿真皮層，使表皮與仿真皮層接觸愈加緊密，防止了表皮層與真皮層直接接觸輕易剝落缺點；“真皮-仿真皮層-表皮層”三層皮膚結(jié)構(gòu)不易分層剝落，提升組織工程皮膚機械強度；谷酰胺肽加入提升了皮膚韌性和彈性，有利于提升其機械強度，同時谷酰胺肽與人體有很好親和性；仿真皮層中含有角朊細胞與成纖維細胞生長無序，能夠有效增加組織工程皮膚韌性，提升創(chuàng)面愈合效果；介紹優(yōu)點第13頁近期專利結(jié)果一個含從屬器組織工程皮膚及其制備方法 申請?zhí)枺篊N10393695.8本創(chuàng)造經(jīng)過尿液細胞轉(zhuǎn)染誘導(dǎo)產(chǎn)生多能干細胞，繼續(xù)誘導(dǎo)產(chǎn)生充質(zhì)干細胞，由充質(zhì)干細胞分化形成表皮細胞、成纖維細胞和毛囊細胞，與生物支架材料羊膜構(gòu)建含有從屬器組織

11、工程雙層皮膚；種子細胞為尿液細胞，獲取方便，培養(yǎng)周期短；含有毛囊結(jié)構(gòu)能夠調(diào)整創(chuàng)面新陳代謝、溫度，加緊創(chuàng)面功效恢復(fù)；本創(chuàng)造使用生物支架材料為脫細胞羊膜，方便獲取且免疫原性低，對皮膚含有良好親和性；介紹優(yōu)點第14頁近期專利結(jié)果納米纖維膜與干細胞層層疊加人工組織工程皮膚及其制備方法 申請?zhí)枺篊N10577134.3經(jīng)過將干細胞與納米纖維膜進行層層自組裝共培養(yǎng)方法制備；多層干細胞層和多層多孔含有三維結(jié)構(gòu)納米纖維膜交替層疊；納米纖維膜多孔且含有三維結(jié)構(gòu)，為細胞黏附和生長提供適當表面形態(tài)，有利于細胞粘附與生長；多層干細胞與納米纖維膜交替層疊，使得干細胞在整個組織工程皮膚中分布更為均勻；介紹優(yōu)點人工組織工程皮膚制備過程示意圖第15頁未來研究方向皮膚從屬器結(jié)構(gòu)再生機制研究；組織工程皮膚支架材料血管化研究；將黑色素細胞與Langerhans細胞構(gòu)建入皮膚研究；同種異體成纖維細胞和表皮細胞抗免疫排斥研究；應(yīng)用患者自體瘢痕組織構(gòu)建真皮支架研究； 第16頁謝謝大家第17頁參考資料1 丁斐，劉偉，顧曉松.再生醫(yī)學M.北京：人民衛(wèi)生出版社，：118-134.2 劉昌勝.生物醫(yī)學工程M.上海：華東理工大學出版社，：100-103.3 中國科學院.中國學科發(fā)展戰(zhàn)略：再生醫(yī)學M.北京：科學出版社，：14