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表皮细胞、成纤维细胞和几丁质—胶原蛋白复合人工皮移植实验研究

王永胜  
【摘要】: 表皮细胞、成纤维细胞和几丁质-胶原蛋白 复合人工皮移植实验研究 临床上,应用适当的方法处理各种原因所致的皮肤创面,使之获得快速、有效、持久、良好的修复,仍是目前外科领域亟待解决的基本问题之一。对于严重创伤、烧伤、慢性静脉溃疡、褥疮以及皮肤恶性肿瘤切除所致的大面积皮肤缺损尤其重要。针对大面积皮肤缺损缺乏供皮区,人们应用了许多技术和方法来提高自体皮的扩展倍数,如邮票状皮片、网状皮、大张异体皮嵌植自体小皮片混合移植、微粒皮及自体表皮细胞培养等方法,均能数倍甚至数百倍地扩展自体皮的覆盖面积,以获得创面的完全覆盖。但由于这些方法构建的皮肤均缺乏完整的真皮结构,造成创面愈合时间长,愈合质量差,瘢痕形成严重,远期创面极易收缩、溃破、起水疱,影响机体的外观和功能。 研究表明,真皮组织的作用不仅仅提供牢固的机械保护,改善创面愈合的外观和质地,而且对上皮细胞生长分化以及胶原纤维再生起着相当重要的作用。真皮的基底膜成分可促进表皮真皮交界区正常结构的形成,促进上皮细胞的生长和分化。真皮结构可促进成纤维细胞合成分布合理的新生胶原组织,防止瘢痕的过度增生。因此,人们逐渐意识到仅仅封闭创面是不够的,必须采取合理的措施提高创面愈合的质量,使其在外观和功能上均达到满意的效果。才能最大限度的提高患者的生存质量,有利于他们重返社会。因此,人工真皮的研制逐渐得到重视。 组织工程的出现和发展为新型人工皮肤的构建提供了一条崭新的途径。真皮替代物的研制及体外构建复合皮是皮肤组织工程研究的主要内容。目前,国外研究者已成功开发了多种真皮替代物,如Biobrane、Integra、Alloderm、Dermagraft等,初步应用于深度烧伤创面、慢性复发性溃疡的修复及瘢痕整形,取得一定效果。真皮替代物与自体刃厚皮复合移植既可缩短受皮区愈合时间,减少瘢痕形成,又可克服刃厚皮片移植后色素沉着、皮片挛缩的缺陷,提高柔韧度,从而改善创面愈合的外观与功能。但这些真皮替代物普遍存在血管化速度相对较慢,与自体皮复合一步移植成活率低,而且价格昂贵。且部分来源于尸体皮,来源极为有限, WP=8 存在细菌、病毒污染的问题。许多研究者将目光转移至研制开发更加符合生理的,包含表皮、真皮的由生物多聚体材料构成的双层复合人工皮。在国外,体外构建的组织工程复合皮部分亦已商品化,如Apligraf,该种双层敷料底层主要成分为牛肌腱胶原提取的胶原蛋白胶,内含由人新生儿包皮纯化培养的成纤维细胞,表面种植上皮细胞,类似皮肤的双层结构,移植于创面后,成纤维细胞对蛋白胶基质进行改建,上皮细胞逐渐生长分化,形成多层分布的表皮层。临床用于治疗皮肤癌手术切除后创面及下肢静脉功能不全所致溃疡,均取得较好效果。但随着其应用的增加,其不足亦逐渐显露,如较易被胶原酶类降解;韧性较差,不利于手术操作;生产工艺复杂,费用过高等。因此,在对这些产品有选择地引进的同时,研制和开发符合我国国情、经济实用的高质量真皮替代物,并以此为基础,体外构建复合皮,以有效的解决我国大面积烧伤及创伤患者皮源缺乏问题,改善烧伤、创伤、慢性皮肤溃疡、瘢痕整形的治疗质量,缩短在同一研究领域与国外的差距,即显得尤为紧迫和必要。 近10年来,我们在国家自然科学基金的资助下,对几丁质及其衍生物在医学领域中的应用进行了探索性的研究,并研制成功了临床上用于预防手术后组织粘连、防治退变性骨关节炎及作为粘弹剂用于人工晶体植入手术的多种医用几丁聚糖制品。同时近5年我们对于胶原蛋白良好的生物学性能进行了研究,开发了临床用于创面止血及促进创面愈合的胶原蛋白敷料。在研究过程中我们逐渐发现,两种生物性能良好的生物材料可以通过一定方式的结合,优势互补,构建符合目前临床需要的真皮替代物。据此,我们设计了该实验。 实验共分四部分: 第一部分:几丁质-胶原蛋白膜的制作与皮下埋植实验 目的 制作几丁质-胶原蛋白膜,并探讨其作为真皮支架的可行性。 方法 以酸溶法制备胶原溶液,添加一定比例的脱乙酰化几丁质,冻干成膜,0.05%戊二醛溶液浸泡交联,行体外膜吸水及酶降解实验,检测其一定时间的膜吸水及耐受酶降解能力;将制备的几丁质-胶原蛋白膜包埋于SD大鼠皮下,定期取材检测其组织相容性、血管化能力、体内材料降解情况。 结果 制备的几丁质-胶原蛋白膜,呈微黄、半透明状,纤维排列呈网状,一侧较 WP=9 光滑,孔小,另一侧孔稍大,孔径大小保持在50~250μm之间。其吸水性能优于单纯的胶原蛋白膜,体外酶降解缓慢。皮下埋植实验显示材料具有良好的组织相容性,无明显炎症反应,血管化早,体内降解缓慢,后期经改建可形成纤维排列较规则的类真皮样结构。 结论 几丁质-胶原蛋白膜具有较好的物理及生物学性能,组织相容性好,血管化能力强,体内、外降解慢,具有良好的真皮替代功能。 第二部分 几丁质-胶原蛋白膜与自体断层皮片联合移植实验 目的 验证几丁质-胶原蛋白膜的真皮替代功能 方法 将SD大鼠分为两组,在背部制作全层皮肤缺损,一组用几丁质-胶原蛋白膜与自体断层皮?


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