組織工程皮膚課件

1、組織工程皮膚姓 名：學(xué) 號(hào)：學(xué) 院：學(xué) 校：人體最大的器官，約占總體重的16%；由表皮、真皮、皮下組織構(gòu)成；保護(hù)、分泌、代謝、感覺的作用；參與免疫反應(yīng)；維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定；皮 膚皮 膚皮膚損傷燒傷燙傷急性機(jī)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(jì)我國每年燒傷、燙傷病人達(dá)500萬1000萬例，僅嚴(yán)重?zé)齻∪司陀薪?0萬人次。皮 膚因此，尋找一種理想的皮膚替代物一直是臨床亟待解決的難題。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(diǎn)為其來源豐富，具有生物兼容性；缺點(diǎn)為其含有大量引

2、起抗原性的物質(zhì)，導(dǎo)致嚴(yán)重的排斥反應(yīng)，還存在引起感染病毒的風(fēng)險(xiǎn)。來源包括人類尸體皮或胎兒羊膜，優(yōu)點(diǎn)為處理方式較簡單，和人類皮膚組織兼容性高，缺點(diǎn)在于其來源嚴(yán)重不足，也有感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)和免疫排斥的問題。組織工程皮膚概念組織工程利用細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)建具有一定生理學(xué)功能的人工皮膚，用于修復(fù)創(chuàng)面和重建皮膚功能。分類表皮替代物：體外培養(yǎng)自體表皮細(xì)胞膜片，形成復(fù)層上皮，再植回患者，修復(fù)缺 損皮膚。缺點(diǎn)是抗感染能力差、難以移植、與創(chuàng)面結(jié)合不穩(wěn)固。真皮替代物：主要采用膠原-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(xì)胞、表皮細(xì)胞培養(yǎng)成皮膚替代物。復(fù)合皮膚替代物：將表皮與真皮替代

3、物結(jié)合起來構(gòu)建的接近正常皮膚結(jié)構(gòu)的一種 皮膚替代物，代表著目前人工皮膚研究的方向。目標(biāo)構(gòu)建出功能、外形與自體皮膚相同或相似的永久性皮膚替代物。組織工程皮膚組織工程皮膚發(fā)展史 1975Rheinwald和Green提出上皮細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，解決了表皮細(xì)胞體外的傳代擴(kuò)增的難題，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)的自體表皮膜片應(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公司開發(fā)的人工皮膚產(chǎn)品Integra獲得批準(zhǔn)用于III度燒傷治療臨床試驗(yàn)，能明顯縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間。 1997美國Advanced Tissue

4、Sciences公司生產(chǎn)的人工真皮Transcyte獲FDA批準(zhǔn)，用于治療II度和III度燒傷。 1998美國Organogenesis公司研制出組織工程雙層皮膚Apligraf，被FDA批準(zhǔn)用于治療糖尿病性潰瘍和靜脈性潰瘍。 2001 2007美國Ortec公司研制出雙層皮膚Culture complex skin，被FDA批準(zhǔn)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(xué)與國內(nèi)某公司合作開發(fā)的“安體膚”組織工程雙層皮膚，獲中國SFDA批準(zhǔn)用于治療II度和III度燒傷。美國Advanced Tissue Sciences公司生產(chǎn)的另一種真皮替代物Dermagraft,被FDA批準(zhǔn)用于

5、治療糖尿病性潰瘍和靜脈性潰瘍。組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比產(chǎn)品名稱表皮部分真皮部分FDA批準(zhǔn)時(shí)間 Transcyte 硅膠膜 I型牛膠原蛋白1997年3月 Apligraf 異體表皮細(xì)胞 I型牛膠原蛋白 異體成纖維細(xì)胞1998年5月 CCS 異體表皮細(xì)胞 I型牛膠原蛋白 異體成纖維細(xì)胞2001年8月 Dermagraft PGA 異體成纖維細(xì)胞2001年9月 Integra 硅膠膜 I型牛膠原蛋白 GAG2002年4月 安體膚 異體表皮細(xì)胞 I型牛膠原蛋白 異體成纖維細(xì)胞2007年11月組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比Integra美國Integra Life Science公司開發(fā)的一種人工真皮替代

6、物；真皮部分由牛肌腱的膠原蛋白及6-硫酸軟骨素制成具有一定空洞大小的支架，可以允許成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴球及血小管生成；表皮層為暫時(shí)性的敷材，由硅膠膜組成，可以控制傷口水分的蒸發(fā)；傷口愈合過程中，真皮層會(huì)和傷口結(jié)合，表皮層的硅膠膜可以在真皮層愈合后除去，再進(jìn)一步做自體刃厚皮片或培養(yǎng)的自體表皮細(xì)胞膜片覆蓋；優(yōu)點(diǎn)：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； 異種牛膠原未導(dǎo)致明顯的免疫反應(yīng)；缺點(diǎn)：移植后還要再進(jìn)行二次表皮移植；組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比Dermagraft美國先進(jìn)組織科學(xué)公司研制的一種高分子合成支架網(wǎng)-成纖維細(xì)胞真皮替代物；以PGA為材料制備支架，并接種從新生兒包皮獲取

7、的成纖維細(xì)胞，成纖維細(xì)胞在支架上大量增殖并分泌多種包括膠原纖維連接蛋白、細(xì)胞外基質(zhì)等在內(nèi)的多種蛋白，最終形成由成纖維細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、及高分子材料構(gòu)成的人工真皮；適用于II度燒傷皮膚移植、III度燒傷用覆蓋材料、糖尿病足潰瘍的治療等；優(yōu)點(diǎn)：受體對(duì)異體成纖維細(xì)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(duì)酶解不敏感，因此提高了抗感染能力；缺點(diǎn)：易導(dǎo)致水分丟失；移植后還要再進(jìn)行二次表皮移植；組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比Apligraf美國Organogenesis公司所生產(chǎn)的一種復(fù)合皮膚替代物；采用新生兒包皮異體成纖維細(xì)胞接種于牛膠原凝膠中形成細(xì)胞膠原凝膠，1周后接種角質(zhì)化細(xì)胞，待角質(zhì)

8、化細(xì)胞融合成片后進(jìn)行氣-液界面培養(yǎng)；被FDA核準(zhǔn)用于治療糖尿病性潰瘍和靜脈性潰瘍；優(yōu)點(diǎn)：具有正常皮膚的功能和外觀； 表皮和真皮基質(zhì)成分相互影響，創(chuàng)面愈合速度快；組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比安體膚中國第四軍醫(yī)大學(xué)和國內(nèi)某公司所生產(chǎn)的一種組織工程雙層皮膚；表皮層由人表皮細(xì)胞構(gòu)成，真皮層由人成纖維細(xì)胞和牛膠原蛋白構(gòu)成，同時(shí)包含兩種細(xì)胞分泌合成的細(xì)胞外基質(zhì)；是一種具有生命活性的活體組織皮膚；2007年11月被中國SFDA批準(zhǔn)用于治療II度和III度燒傷；優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)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；存在的問題組織工程皮膚與正常人皮膚仍有差距 外形、韌性和機(jī)械性能

9、明顯低于天然正常皮膚； 缺少神經(jīng)、毛囊、血管、汗腺等結(jié)構(gòu)； 屏障、免疫、物質(zhì)能量交換等功能與正常皮膚有較大差距；組織工程目前還不能解決所有的臨床皮膚缺損問題 目前的手段側(cè)重于解決皮膚缺損后的組織修復(fù)，不適于大面積深度燒傷 患者的救治； 移植后一旦發(fā)生排異反應(yīng)，仍需盡快進(jìn)行自體皮膚移植；組織工程皮膚研究的深度還不夠 只有在深入研究皮膚及其附屬細(xì)胞的發(fā)育、分化、成熟、相互作用機(jī)制 的基礎(chǔ)上，才能在體外培育出與天然皮膚相媲美的組織工程皮膚；近期專利成果含活細(xì)胞的組織工程皮膚及其制備方法 申請(qǐng)?zhí)枺篊N201710562163.2一種含活細(xì)胞的組織工程皮膚，包括表皮層、仿真皮層和真皮層，所述的仿真皮層包

10、括角朊細(xì)胞、成纖維細(xì)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；加入了仿真皮層，使表皮與仿真皮層接觸更加緊密，避免了表皮層與真皮層直接接觸容易剝落的缺點(diǎn)；“真皮-仿真皮層-表皮層”三層皮膚結(jié)構(gòu)不易分層剝落，提高組織工程皮膚的機(jī)械強(qiáng)度；谷酰胺肽的加入提高了皮膚的韌性和彈性，有利于提高其機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)谷酰胺肽與人體有較好的親和性；仿真皮層中含有的角朊細(xì)胞與成纖維細(xì)胞生長無序，可以有效增加組織工程皮膚的韌性，提高創(chuàng)面愈合效果；簡介優(yōu)點(diǎn)近期專利成果一種含附屬器的組織工程皮膚及其制備方法 申請(qǐng)?zhí)枺篊N201710393695.8本發(fā)明通過尿液細(xì)胞轉(zhuǎn)染誘導(dǎo)產(chǎn)生多能

11、干細(xì)胞，繼續(xù)誘導(dǎo)產(chǎn)生充質(zhì)干細(xì)胞，由充質(zhì)干細(xì)胞分化形成表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和毛囊細(xì)胞，與生物支架材料羊膜構(gòu)建含有附屬器的組織工程雙層皮膚；種子細(xì)胞為尿液細(xì)胞，獲取方便，培養(yǎng)周期短；含有的毛囊結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)創(chuàng)面新陳代謝、溫度，加快創(chuàng)面的功能恢復(fù)；本發(fā)明使用的生物支架材料為脫細(xì)胞羊膜，方便獲取且免疫原性低，對(duì)皮膚具有良好的親和性；簡介優(yōu)點(diǎn)近期專利成果納米纖維膜與干細(xì)胞層層疊加的人工組織工程皮膚及其制備方法 申請(qǐng)?zhí)枺篊N201710577134.3通過將干細(xì)胞與納米纖維膜進(jìn)行層層自組裝共培養(yǎng)的方法制備；多層干細(xì)胞層和多層多孔的具有三維結(jié)構(gòu)的納米纖維膜交替層疊；納米纖維膜多孔且具有三維結(jié)構(gòu)，為細(xì)胞的黏附和

12、生長提供合適的表面形態(tài)，有利于細(xì)胞的粘附與生長；多層干細(xì)胞與納米纖維膜交替層疊，使得干細(xì)胞在整個(gè)組織工程皮膚中的分布更為均勻；簡介優(yōu)點(diǎn)人工組織工程皮膚制備過程示意圖未來研究方向皮膚附屬器結(jié)構(gòu)再生機(jī)制研究；組織工程皮膚支架材料的血管化研究；將黑色素細(xì)胞與Langerhans細(xì)胞構(gòu)建入皮膚研究；同種異體成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞的抗免疫排斥研究；應(yīng)用患者自體瘢痕組織構(gòu)建真皮支架的研究； 謝謝大家參考資料1 丁斐，劉偉，顧曉松.再生醫(yī)學(xué)M.北京：人民衛(wèi)生出版社，2012：118-134.2 劉昌勝.生物醫(yī)學(xué)工程M.上海：華東理工大學(xué)出版社，2012：100-103.3 中國科學(xué)院.中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略：再生醫(yī)學(xué)M.北京：科學(xué)出版社，2015：146-149.4 劉少輝，車七石.含活