組織工程皮膚

1、組織工程皮膚姓 名：學(xué) 號(hào)：學(xué) 院：學(xué) 校：第1頁(yè)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(hù)、分泌、代謝、感覺作用；參加免疫反應(yīng)；維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定；皮 膚第2頁(yè)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(guó)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。第3頁(yè)皮 膚所以，尋找一個(gè)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(diǎn)為其起源豐富，含有生物兼容性；缺點(diǎn)為其含有

2、大量引發(fā)抗原性物質(zhì)，造成嚴(yán)重排斥反應(yīng)，還存在引發(fā)感染病毒風(fēng)險(xiǎn)。起源包含人類尸體皮或胎兒羊膜，優(yōu)點(diǎn)為處理方式較簡(jiǎn)單，和人類皮膚組織兼容性高，缺點(diǎn)在于其起源嚴(yán)重不足，也有感染疾病風(fēng)險(xiǎn)和免疫排斥問題。第4頁(yè)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)建含有一定生理學(xué)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(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(xì)胞、表皮細(xì)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(gè) 皮膚替換物，代表著當(dāng)前人工皮膚研究方向。目標(biāo)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(yè)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)，處理了表皮細(xì)胞體外傳代擴(kuò)增難題，使體外培養(yǎng)人工表皮皮片成為可能。 1981美國(guó)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(guó)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(yàn)，能顯著縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間。 1997美國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)第四軍醫(yī)大學(xué)與國(guó)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(guó)SFDA同意用于治療II度和III度燒傷。美國(guó)Advanced Tissue Sciences企業(yè)生產(chǎn)另一個(gè)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(yè)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批按時(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8月 Dermagraft PGA 異體成纖維細(xì)胞9月 Integra 硅膠膜 I型牛膠原蛋白 GAG4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11月第7頁(yè)組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比Integra美國(guó)Integra Life Science企業(yè)開發(fā)一個(gè)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(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴球及血小管生成；表皮層為暫時(shí)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(huì)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(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； 異種牛膠原未造成顯著免疫反應(yīng)；缺點(diǎn)：移植后還要再進(jìn)行二次表皮移植；第8頁(yè)組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比Dermagraft美國(guó)先進(jìn)組織科學(xué)企業(yè)研制一個(gè)高分子合成支架網(wǎng)-成纖維細(xì)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(xì)胞，成纖維細(xì)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(xì)胞外

7、基質(zhì)等在內(nèi)各種蛋白，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(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，所以提升了抗感染能力；缺點(diǎn)：易造成水分丟失；移植后還要再進(jìn)行二次表皮移植；第9頁(yè)組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比Apligraf美國(guó)Organogenesis企業(yè)所生產(chǎn)一個(gè)復(fù)合皮膚替換物；采取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)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

8、瘍；優(yōu)點(diǎn)：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(yè)組織工程皮膚產(chǎn)品介紹與對(duì)比安體膚中國(guó)第四軍醫(yī)大學(xué)和國(guó)內(nèi)某企業(yè)所生產(chǎn)一個(gè)組織工程雙層皮膚；表皮層由人表皮細(xì)胞組成，真皮層由人成纖維細(xì)胞和牛膠原蛋白組成，同時(shí)包含兩種細(xì)胞分泌合成細(xì)胞外基質(zhì)；是一個(gè)含有生命活性活體組織皮膚；11月被中國(guó)SFDA同意用于治療II度和III度燒傷；優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)增速度快，臨床應(yīng)用簡(jiǎn)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(yè)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(jī)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(dāng)前還不能處理全部臨床皮膚缺損問題 當(dāng)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(jìn)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(xì)胞發(fā)育、分化、成熟、相互作用機(jī)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(yè)近期專利結(jié)果含活細(xì)胞組織工程皮膚及其制備方法 申請(qǐng)?zhí)枺篊N10562163.2一個(gè)含活細(xì)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(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

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(diǎn)；“真皮-仿真皮層-表皮層”三層皮膚結(jié)構(gòu)不易分層剝落，提升組織工程皮膚機(jī)械強(qiáng)度；谷酰胺肽加入提升了皮膚韌性和彈性，有利于提升其機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)谷酰胺肽與人體有很好親和性；仿真皮層中含有角朊細(xì)胞與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)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(diǎn)第13頁(yè)近期專利結(jié)果一個(gè)含從屬器組織工程皮膚及其制備方法 申請(qǐng)?zhí)枺篊N10393695.8本創(chuàng)造經(jīng)過尿液細(xì)胞轉(zhuǎn)染誘導(dǎo)產(chǎn)生多能干細(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)建含有從屬器組織

11、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(xì)胞羊膜，方便獲取且免疫原性低，對(duì)皮膚含有良好親和性；介紹優(yōu)點(diǎn)第14頁(yè)近期專利結(jié)果納米纖維膜與干細(xì)胞層層疊加人工組織工程皮膚及其制備方法 申請(qǐng)?zhí)枺篊N10577134.3經(jīng)過將干細(xì)胞與納米纖維膜進(jìn)行層層自組裝共培養(yǎng)方法制備；多層干細(xì)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(xì)胞黏附和生長(zhǎng)提供適當(dāng)表面形態(tài)，有利于細(xì)胞粘附與生長(zhǎng)；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)組織工程皮膚中分布更為均勻；介紹優(yōu)點(diǎn)人工組織工程皮膚制備過程示意圖第15頁(yè)未來研究方向皮膚從屬器結(jié)構(gòu)再生機(jī)制研究；組織工程皮膚支架材料血管化研究；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(yè)謝謝大家第17頁(yè)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，：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，：100-103.3 中國(guó)科學(xué)院.中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略：再生醫(yī)學(xué)M.北京：科學(xué)出版社，：14