組織工程人造皮膚

組織工程人造皮膚1組織工程人造皮膚重要性皮膚是人體的重要器官之一，在60天內(nèi)可完全更新一次。皮膚不僅能使人不受到污物或細菌的侵襲，也能保持人體內(nèi)的水分不致逃逸。當大面積的皮膚受到嚴重的燒傷或損害，醫(yī)生必須立即輸入液體并保護傷口，如果僅是皮膚的淺層受損，新皮膚會再生。如果病人受到了嚴重的燒傷，皮膚就不能靠自己修復。長期以來，人們對嚴重的皮膚缺損創(chuàng)面，只能靠切取自體正常部位的皮膚移植修復，盡管能治愈創(chuàng)面，但在取皮部位卻留下了新的創(chuàng)傷，常常導致疤痕增生，甚至因取皮過深，供皮區(qū)難以自愈，形成水皰，反復潰瘍，導致“好了舊傷又添新疤”。據(jù)介紹，遇到大面積嚴重燒傷的病人，如果其正常皮膚所剩無幾，缺乏自體皮源及時封閉創(chuàng)面，常常引起創(chuàng)面及全身嚴重的感染等一系列并發(fā)癥，有可能危機生命。因此，國際醫(yī)學界一直試圖在體外制造一種皮膚代用品，用來更換人體損壞的皮膚組織。過去，能讓重度燒傷病人活下來的，在100人中只有22人；用了人造皮膚后，增加到64人。負面作用是，人造皮膚固然挽救了生命，但也帶來感染，有時人體還會對它作出不良反應：結成很硬的疤。今天，人造皮膚用于皮膚移植的第一期治療。人造皮膚保護傷口免受感染，并促進結締組織的生長。人體的免疫系統(tǒng)會逐漸分解多聚物，一旦病人自己的表層皮膚被植上以后，傷口會很快愈合。2組織工程人造皮膚研究歷史臨床上對組織器官的大量需求,促進了組織工程研究及其產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。美國、歐洲、日本、新加坡和韓國,是世界上組織工程研究最為發(fā)達的國家和地區(qū)。美國在組織工程領域處于世界領先地位,早在1988年就以基金的形式資助了組織工程的系列研究課題。2001年美國成立了組織工程學會，并逐漸形成全球性的學術組織。據(jù)統(tǒng)計，1995年－2002年，組織工程領域累計投入45億美元，產(chǎn)業(yè)的綜合規(guī)模年擴增率為11%。到2002年底，16個國家從事組織工程產(chǎn)業(yè)的公司有89家、人數(shù)達2611人。組織工程生產(chǎn)分為4類：細胞類（如干細胞/治療性克隆、微囊化細胞治療）；代謝類（如生物人工肝、生物人工腎、生物人工胰腺）；結構類（如皮膚、心血管病、骨骼肌）；其他類型。近年來細胞類公司發(fā)展最為迅速，幾乎占組織工程產(chǎn)業(yè)公司總數(shù)的50%。在組織工程技術不斷發(fā)展的近20年里,整個組織工程產(chǎn)業(yè)公司的數(shù)量和模式在不斷進行調(diào)整,優(yōu)勝劣汰。目前，F(xiàn)DA已批準并公布了11種組織工程皮膚產(chǎn)品:Biobrane(1989年)、Alloderm(1996年)、TransCyte(1997年)、Apligraf(1998年)、Dermagraft(2001年)、OrCel(2001年)、Promogran(2002年)、Integra(2002年),OasisWoundMatrix(2006年)、IntegraFlowableWoundMatrix（2007年）、PriMatrix(2008年)和一種組織工程軟骨Carticel(1997年)，還有多種產(chǎn)品處于臨床試驗之中。而獲得FDA批準產(chǎn)品的幾家公司又都遇到了一些挫折：出品Apligraf產(chǎn)品的Organogenesis公司已經(jīng)于2002申請破產(chǎn)（2003年擺脫破產(chǎn)，并于2007年實現(xiàn)收支平衡和利潤再投資，同年的Apligraf銷售額達6000萬美元）；出品Dermagraft產(chǎn)品的AdvancedTissueSciences公司經(jīng)營斷斷續(xù)續(xù),其產(chǎn)品將被Smith&Nephew公司銷售；出品OrCel產(chǎn)品的OrCel公司財政上已經(jīng)出現(xiàn)危機；出品Carticle產(chǎn)品的GenzymeBiosurgery公司規(guī)模已經(jīng)縮小且并入了其母公司Genzyme。從2003年以來，各國組織工程研究未出現(xiàn)突破，F(xiàn)DA也再未批準任何組織工程醫(yī)療產(chǎn)品，組織工程研究和產(chǎn)業(yè)化從初始的狂熱轉入低潮階段。第四軍醫(yī)大學與陜西艾爾膚公司聯(lián)合開發(fā)的我國第1個組織工程產(chǎn)品安體膚于2007年11月13日獲得批準。目前他們正在開發(fā)組織工程脫細胞真皮（重組人脫細胞真皮基質(zhì)）、組織工程皮膚系列產(chǎn)品：含脂肪層組織工程皮膚、含色素組織工程皮膚、含微血管組織工程皮膚、含毛囊組織工程皮膚及組織工程真皮。第三軍醫(yī)大學采用復方殼聚糖和動物源性材料（異種脫細胞真皮支架、基因轉染豬皮、豬胚胎皮膚前體組織）構建組織工程皮膚。目前正在中國藥品生物制品檢定所進行產(chǎn)品注冊檢測。組織工程（上海）國家工程研究中心初步建成表皮細胞庫、皮膚成纖維細胞庫，解決了產(chǎn)品的種子細胞來源問題，正在開展種子細胞與殼聚糖-明膠薄膜材料體外構建含汗腺的組織工程皮膚，目前正在中國藥品生物制品檢定所進行產(chǎn)品注冊。3國外組織皮膚簡介3.1Integra1980年，Yannas等將牛腱Ⅰ型膠原、葡糖胺聚糖、6-硫酸軟骨素共價交聯(lián)成有一定孔隙的海綿網(wǎng)格,再在其表面涂上一層薄的硅膠膜制成一種兩層結構的真皮替代物，外層薄硅膠膜起臨時性的“表皮”作用，可防止體液喪失和微生物入侵；內(nèi)層相當于真皮,為海綿網(wǎng)格。移植于全厚創(chuàng)面后，內(nèi)層逐漸降解，患者自體內(nèi)皮細胞和成纖維細胞等逐漸從傷口周圍長入，形成新的真皮結構，2周后待真皮部分血管化，再移去上層硅膠膜，即可在新生真皮組織上移植薄層網(wǎng)狀自體皮片。創(chuàng)面愈合后，瘢痕形成和攣縮較少，再生的皮膚彈性好，臨床應用療效滿意，已獲美國FDA批準上市，其商品名為“Integra”。隨后,Boyce等簡化了膠原海綿皮膚的制作方法,提高了機械強度,并使膠原海綿的形狀、大小和厚度可隨意調(diào)整。Chu等進一步改進了Integra的制作方法，應用一步操作法制成的網(wǎng)狀復合皮片,比常規(guī)的二步操作法更能有效地利用供體皮膚，加快傷口愈合,且收縮少、外形好。Dantzer等為31例患者的39處創(chuàng)面進行Integra移植，平均每次移植的面積達267cm2，隨訪6個月～4年，優(yōu)良率達91.9%。其操作簡便，外觀較好，但需二期手術移植自體表皮,住院時期長，并可能出現(xiàn)感染、硅膠膜剝離等并發(fā)癥。3.2AlloDerm是由美國LifeScience公司生產(chǎn)的一種商品化脫細胞真皮基質(zhì)，將新鮮尸體皮通過理化作用去除表皮和細胞成分制成。AlloDerm去除了細胞成分，大大降低了免疫原性，但仍保留了細胞外基質(zhì)支架的三維結構和完整的基底膜復合體，可引導新生細胞擴展，與培養(yǎng)的成纖維細胞和表皮細胞構成復合膜片。Gryskiewicz等應用AlloDerm進行58例(原發(fā)21例，繼發(fā)37例)鼻面部病人的整形。手術時在移植物上覆蓋上AlloDerm進行鼻外形缺陷矯正，經(jīng)長期隨訪，總體結果優(yōu)良，僅部分發(fā)生了移植物吸收。3.3Biobrane它是雙層膜狀物，外層是薄的硅膠膜，內(nèi)層整合有大量的膠原顆粒，可以迅速與創(chuàng)面緊密貼附。Biobrane允許創(chuàng)面生理性液體蒸發(fā),但可防止蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)丟失，并能有效減輕疼痛，促進表皮再生及降低膿毒血癥發(fā)生的風險,長期以來被用作一種臨時性敷料來覆蓋大面積的燒傷創(chuàng)面。3.4Dermagraft-TM由AdvancedTissueSciences公司生產(chǎn)的一種人工真皮。它是從新生兒包皮中獲取的成纖維細胞接種于生物可吸收的聚乳酸網(wǎng)架上，14～17d后，由于成纖維細胞在網(wǎng)架上大量增殖并分泌多種基質(zhì)蛋白，如膠原、纖維連接蛋白、生長因子等,形成由成纖維細胞、細胞外基質(zhì)和可降解生物材料構成的人工真皮Dermagraft-TM。其結構更類似天然真皮,能夠減少創(chuàng)面收縮,促進表皮粘附和基底膜分化。Dermagraft-TM既可用于燒傷創(chuàng)面，又可用于皮膚慢性潰瘍創(chuàng)面的治療。Marston等在美國35個醫(yī)療中心314例糖尿病慢性足部潰瘍的隨機對照臨床研究中，驗證了Dermagraft治療的安全有效性。3.5Dermagraft-TC是AdvancedTissueSciences公司生產(chǎn)的另一種人工真皮。將新生兒包皮的成纖維細胞接種到一種由一層硅膠薄膜和與之相貼的尼龍網(wǎng)組成的膜上。外層的硅膠薄膜發(fā)揮表皮的屏障作用,可防止創(chuàng)面水分丟失和環(huán)境中細菌侵入。在其尼龍網(wǎng)眼中的來源于新生兒包皮的成纖維細胞在幾周后形成致密的細胞層并可分泌膠原、氨基多糖、生長因子等基質(zhì)成分。由于新生兒成纖維細胞免疫原性很低,Dermagraft-TC常作為一種臨時性敷料應用于燒傷創(chuàng)面。Purdue等多中心研究顯示，66例燒傷病人平均燒傷面積為44%，移植Dermagraft-TC與異體皮比較，14d時接受率分別是94.7%與93.1%，從粘附、積膿情況看，兩者沒有差別，而Dermagraft-TC易于去除，不易造成創(chuàng)面出血。3.6OrCelOrCel是一種雙層細胞外基質(zhì)，其中正常的人類異體皮膚細胞（表皮角質(zhì)形成細胞和真皮成纖維細胞）是分別培養(yǎng)在兩個I型牛膠原海綿層次中的。捐助者的皮膚成纖維細胞的培養(yǎng)膠原質(zhì)基質(zhì)多孔海綿一面，而來自同一供者的角質(zhì)形成細胞，是覆蓋在非膠原基質(zhì)多孔面培養(yǎng)。Orcel是作為人道主義豁免發(fā)明用于一種罕見的遺傳性手部疾病--營養(yǎng)障礙性大皰性表皮松解癥的治療。3.7Apligraf1998年由Organogenesis公司注冊生產(chǎn)的Apligraf是目前最成熟的既含有表皮層又含有真皮層的組織工程復合皮,其細胞成分均來源于新生兒包皮。Apligraf(開始稱為Graftskin)系采用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)形成細胞，浸沒培養(yǎng)4d，角質(zhì)形成細胞融合成片，然后進行氣液界面培養(yǎng)1～2周，即為產(chǎn)品Apligraf，被美國FDA批準用于治療靜脈性潰瘍和糖尿病性潰瘍。用法：直接貼到患處，再覆蓋非粘性的輔料保持濕潤和固定Apligraf位置，并不需要通常醫(yī)生護士每周換輔料，通常數(shù)周內(nèi)傷口就會愈合。Veves等在美國24個中心觀察了208例病人的非感染性神經(jīng)性糖尿病足部潰瘍。結果表明，采用Apligraf治療的試驗組112例中有63例(56%)創(chuàng)面完全愈合，而采用濕紗布治療的對照組96例僅有36例(38%)(P=0.0042)；平均愈合時間前者為65d，后者為90d(P=0.0026)，兩者差異非常顯著。而Fivenson等的臨床研究也表明，應用Apligraf治療靜脈性潰瘍比傳統(tǒng)方法更為經(jīng)濟有效。此外,Apligraf還用于治療一些其它疾病。Falabella等采用Apligraf治療1例大皰性表皮松解癥患者，發(fā)現(xiàn)覆蓋Apligraf部位的皮膚愈合速度明顯快于常規(guī)治療區(qū)域，而且治愈后抗外傷能力增強多數(shù)不會出現(xiàn)水皰復發(fā)。deImus等應用Apligraf加環(huán)孢素治療壞疽性膿皮病，能明顯減輕疼痛,加速潰瘍的愈合。Streit等報道1例有25年病史的73歲老年女性潰瘍性結節(jié)病患者，潰瘍持續(xù)半年未愈，局部用皮質(zhì)類固醇無效，予Apligraf治療后潰瘍在3個月內(nèi)愈合，避免了口服皮質(zhì)類固醇治療所造成的并發(fā)癥。它還具有潛在的改善美容和皮膚功能的作用，Apligraf結合網(wǎng)狀刃厚自體皮膚移植用于治療燒傷，對照采用網(wǎng)狀的自體皮與異體皮或單純網(wǎng)狀的自體皮，40例病人有38例進行了評價，從移植成功率大于75%的平均天數(shù)來看，無論移植Apligraf與否，自體皮的移植成功率在兩組間沒有差異，但是移植Apligraf的22創(chuàng)面(58%)成功率優(yōu)于對照，6個點(16%)差于對照，在24個月時色素沉著明顯優(yōu)于對照組，17個移植創(chuàng)面(45%)呈正常膚色,對照組僅為5個(13%)，局部皮膚的血管化和柔韌性也得到了明顯改善，23個創(chuàng)面(61%)與皮面一致，而對照組為14個創(chuàng)面(37%)；Vancouver燒傷疤痕評分也顯示從第一周到24月時明顯優(yōu)于對照組。價格方面，Apligraf?英國的價格（2002年）為每cm214.20英鎊（注：Apligraf?生產(chǎn)的直徑在7.5厘米盤狀產(chǎn)品626英鎊）。4國內(nèi)生產(chǎn)廠家4.1陜西艾爾膚組織工程有限公司(安體膚)組織工程皮膚主要是通過收集新鮮、正常的術后皮膚（新生兒被割掉的、沒有受過污染、最為純凈的包皮建立了皮膚細胞庫），將其在體外經(jīng)過消化、分離、培養(yǎng)等步驟，獲取表皮細胞和真皮成纖維細胞，大量擴增，按細胞類型及代數(shù)建立不同用途的細胞庫，再將表皮細胞、真皮成纖維細胞復合與牛膠原蛋白質(zhì)加上，重新形成一定形態(tài)和功能，并具有生命力的活體組織皮膚。只需要小指甲蓋大小的人類皮膚組織，便可培養(yǎng)出數(shù)億倍的“活性皮膚”。安體膚不僅具有真皮和表皮層，而且可直接用于各類皮膚創(chuàng)傷患者，與Apligraf使用方法類似，在無菌條件下，打開內(nèi)包裝，小心清洗皮片，去除殘余液體，然后分清正反面揭除尼龍膜，貼在創(chuàng)面，之后用紗布包住。最終修復后的創(chuàng)面還會被人體自身組織替代。然而由于目前組織工程皮膚產(chǎn)品缺乏血管結構,移植后無法為組織工程真皮種子細胞的分裂、增殖提供充足的營養(yǎng)和氧氣,即充足的血液供應。使其在面積較大和深度皮膚損傷的移植成功率和修復效果受到一定的影響。目前陜西艾爾膚組織工程有限公司和第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院合作，（預計）2009年7月完成年產(chǎn)六百萬平方厘米組織工程皮膚生產(chǎn)線。4.2江蘇華億細胞組織工程有限公司江蘇華億細胞組織工程有限公司成立于2009年7月。公司主要利用國際領先的生物組織醫(yī)學工程技術和細胞生物學技術，進行人類皮膚的體外培養(yǎng)和制備，致力于生物材料、無菌聚合生物載體、燒傷創(chuàng)面覆蓋物的研發(fā)和組織工程人工合成皮膚的產(chǎn)業(yè)化。創(chuàng)始人及人工皮膚發(fā)明人朱寧文是英國皇家整形外科學院院士，是留英高新項目評審專家委員會評審專家，擁有英國布里斯托大學（BristolUniversity）醫(yī)學、生命科學博士學位(M.D.,Ph.D.)，具有美國哈佛大學博士后科研經(jīng)歷，現(xiàn)任英國皇家Bristol與Frenchay醫(yī)院整形外科臨床教授（外科主任醫(yī)師）和英國謝福爾德大學（SheffieldUniversity）生物材料臨床研究員，主要從事于腫瘤重建外科學、整形美容外科學、激光外科學與激光細胞模型、皮膚干細胞、生物材料與皮膚組織庫技術方面的研究。他于1992年獲英國皇家外科醫(yī)師執(zhí)照，1997年獲英國皇家整形外科寶德漢姆獎，1999至2000年歷任全英華人生命科學學會主席，在英期間組建了英國第一個皮膚組織庫和第一個惡性黑色瘤細胞庫。可能是公司成立較晚，沒有找到更多關于第二代人造皮膚的技術信息。5相關注冊信息生產(chǎn)場所陜西省西安市國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)鳳城一路13號變更日期2008.06.21備注1、本產(chǎn)品上市后僅允許在三甲醫(yī)院內(nèi)在有經(jīng)驗的醫(yī)生指導下使用。2、本產(chǎn)品所用細胞培養(yǎng)液及保存液中的非藥用材料應在兩年內(nèi)換為藥用材料，并建立去除或取代牛血清的方法。3、生產(chǎn)者名稱由“陜西艾爾膚生物工程有限公司”變更為“陜西艾爾膚組織工程有限公司”，注冊證號由“國食藥監(jiān)械(準)字2007第3461110號”變更為“國食藥監(jiān)械(準)字2007第3461110號(更)”，原證自發(fā)證之日起作廢。注冊號國食藥監(jiān)械(準)字2007第3461110號(更)生產(chǎn)單位陜西艾爾膚組織工程有限公司地址陜西省西安市高新一路25號創(chuàng)新大廈N306室產(chǎn)品名稱組織工程皮膚(商品名：安體膚)產(chǎn)品標準YZB/國0698－2005《安體膚－組織工程皮膚》產(chǎn)品性能結構及組成該產(chǎn)品是一種雙層人工皮膚替代物：表皮層由人表皮細胞構成，真皮層由人成纖維細胞和牛膠原蛋白構成。產(chǎn)品為膜狀物，厚薄均勻、淺粉紅色、有光澤，具有一定的柔韌性和拉伸性，可隨意剪切和縫合。有效期2011.11.13批準日期2007.11.13產(chǎn)品適用范圍該產(chǎn)品適用于：1、深II度燒傷創(chuàng)面；2、不超過20cm2的III度燒傷創(chuàng)面(直徑小于5cm)。注冊號魯藥管械(準)字2004第2640013號生產(chǎn)單位山東綠葉制藥股份有限公司產(chǎn)品名稱善密特皮膚修復膜產(chǎn)品標準YZB／魯0259-2003產(chǎn)品性能結構及組成由醫(yī)用乳膠和角叉菜膠等材料制成有效期2008.02.05批準日期2004.02.05產(chǎn)品適用范圍可用于淺度燒傷創(chuàng)面、供皮區(qū)創(chuàng)面、部分植皮區(qū)創(chuàng)面及其他原因引起的皮膚損傷床面，促進創(chuàng)傷愈合，縮短愈合時間，可作為皮膚淺表損傷的床上覆蓋材料生產(chǎn)場所煙臺經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)衡山路10號備注建議生產(chǎn)企業(yè)繼續(xù)開展下列研究工作，進一步完善質(zhì)量控制體系和出廠檢驗要求。1：對于產(chǎn)品可能存在的潛在免疫原性問題，從選材、膠原本身、不期望雜質(zhì)、處理工藝等方面進行研究控制，建立有針對性的檢測方法系統(tǒng)，切實有效控制產(chǎn)品可能存在的潛在免疫原