组织工程皮肤的研发浙江大学医学院附属第二医院韩春茂教授压疮压疮外伤外伤静脉性溃静脉性溃疡疡糖尿病溃疡糖尿病溃疡严重烧严重烧伤伤 各种急、慢性致伤因素导致的皮肤组织缺损各种急、慢性致伤因素导致的皮肤组织缺损在临床上很常见。如不及时正确地治疗，极易造在临床上很常见。如不及时正确地治疗，极易造成创面迁延不愈，感染加重，截肢甚至危及生成创面迁延不愈，感染加重，截肢甚至危及生命。命。 皮肤缺损的治疗策略:尽早封闭创面，实现缺损修复1、自体皮肤移植 金标准2、同种异体皮肤移植3、异种皮肤移植4、理想化治疗模式？排斥反应组织工程皮肤组织工程皮肤 （1）细胞治疗细胞治疗 （2） 疤痕形成？国外 已经产品化的组织工程皮肤替代物：国内：安体肤第四军大根据研究报道，还有诸多组织工程皮肤产品正处于实验研究或临床前实验阶段现有组织工程皮肤产品存在的问题1、仅仅提供了一种创面敷料，而非永久性的替代物；2、修复效果带来质疑：创面收缩，瘢痕形成，难以和受体组织整合等；3、缺乏附属器官：毛囊、汗腺、皮脂腺等；4、异体/种组织细胞带来的免疫排斥问题及传播病毒的潜在危险；5、抗感染能力弱；6、价格昂贵，推广困难。组织工程皮肤研发与基础研究面临的重大课题1、仿生型支架的设计与制备；2、组织诱导性再生与促血管化研究；3、干细胞技术（分选、鉴定、诱导分化）；4、成体细胞的逆分化与重编程（基因调控）；5、附属器官再生性研究（功能性）； 产品的研发应从临床上组织/器官缺损的实际需要出发，旨在为严重的皮肤急/慢性缺损提供有效的创面修复与功能重建支持，为挽救患者生命及患者康复后的生活质量保驾护航。我们课题组的研究内容1、仿生型真皮替代物的研究：PLGA网/胶原/壳聚糖支架；2、促血管化研究：血管生成素与GM-CSF的控释研究；3、干细胞定向分化研究：hMSC分化为表皮细胞；4、表皮细胞的快速扩增：共培养、生物反应器培养；5、真皮替代物的抗菌研究：纳米银抗菌敷料术后1周：左图PLGA-CCS；右图CCS. HE染色术后2周：左图PLGA-CCS；右图CCS HE染色PLGA网/胶原/壳聚糖支架PLGA网胶原壳聚糖多孔结构网格中形成的多孔结构 该研究表明，强化后的支架可在两周左右实现全层组织长入（完全血管化），表明所构建支架的诱导组织再生潜能，以及支架机械强度与三维结构具有重要的协同作用；一步法移植可以实现创面高质量的修复。ABCDEF 2w 4w 8w实验组对照组血管生成素与GM-CSF的控释研究血管生成素体外释放试验GM-CSF体外释放试验单纯的胶原-壳聚糖支架完全血管化需要四周，而负载血管生成素后，血管化的时间缩短为两周；而负载GM-CSF的支架具有明显的诱导巨噬细胞迁移的作用，血管化程度具有增强的趋势二者均可构建有效的控释体系。从大体上证实分化：左图对照组，右图实验组免疫印迹结果：从蛋白水平证实分化从细胞表面标志上证实分化：左图对照组，右图实验组PCR结果：从基因水平证实分化hMSC分化为表皮（样）细胞hMSCs可定向分化为表皮（样）细胞共培养、生物反应器培养 表皮细胞与成纤维细胞共培养七天，可见微载体内有大量的细胞生长，微载体较培养前明显增大。活细胞被染成绿色 单纯角质细胞接种到微球上培养七天，可在可降解微载体表面上生长，扩增速度明显低于混合培养的速度自体表皮细胞与成纤维细胞二维共培养1234通过改良的旋摆式消化法可以获得高质量的原代表皮细胞，建立并验证了表皮细胞的生物反应器规模化扩增体系的有效性；以及混合性培养体系的有效性。纳米银：尚处于预实验研究阶段 现有的研究结果还不能完全阐明纳米银颗粒引起细胞毒性的确切机制和真正原因。因此有必要对纳米银的抗菌机理及毒副作用产生的机制进行更深入的研究。 纳米银作为一种新型的人工抗菌材料，具有粒径微小，表面积大，活性大，熔点低的特点，其抗菌活性远大于传统的银离子抑菌剂。纳米银逐渐用于临床及动物实验方面且取得了较为肯定的抗菌效果。同时，纳米银的生物安全性逐渐受到重视，其细胞毒性目前已经基本被学术界认同。 值得注意的是，国内外关于纳米银细胞毒性的绝大多数研究并没有对纳米银的最低有效抑/杀菌浓度进行规范地界定，而是将细胞暴露于高浓度的银离子或纳米银环境中，通过观察细胞形态和超微结构的变化以及培养细胞功能改变而得到相关结论。