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6 皮肤组织工程
皮肤角朊细胞体外培养时对培养环境要求较高,且长期传代培养困难。为研究需要,国外一些学者曾采用多种病毒基因转化细胞的方法,获得了可长期传代培养的角朊细胞系。在转化过程中,由于外源性基因整合至宿主细胞染色体的位点的不同,在所获得的角朊细胞系中有些致瘤性极低或无致瘤性,在创面修复研究中具有重要价值。苏映军等〔15〕采用SV40病毒体外转化细胞的方法,获得了可长期培养的角朊细胞,经过筛选,得到了长期培养后对裸鼠无致瘤性的细胞系,并对其体外生长的特性进行了观察。 Bell等〔16〕(1981,1983)先后将新生儿包皮细胞和真皮的成纤维细胞与牛Ⅰ型胶原制成载体材料,上面附以人体表皮细胞制成人工皮肤,并证明可为人体创面所接受。皮肤缺损也可以用组织工程方法进行修复。如从烧伤患者身上取一小块皮肤进行表皮细胞培养,在培养液中加入适当浓度的表皮生长因子,可以在短期内获得大量细胞,将细胞接种到PGA膜上,然后覆盖并修复皮肤缺损。对于涉及皮肤各层的严重创伤,可以先接种成纤维细胞,然后在成纤维细胞表面接种表皮细胞,从而使皮肤获得有效的修复。临床试验表明,这种方法明显优于同种异体皮肤移植和皮肤代用品移植。Yannas等〔17〕则应用一种可以防止体液丧失的硅胶膜,在其底层加上由硫酸软骨素和胶原合成的材料作为一种人工皮肤移植于烧伤创面,它可以诱导血管长入和向内方产生新的结缔组织;3周后再在其表面移植一层菲薄的表皮皮片;经临床应用证明可以得到较好疗效〔17〕。Green等〔18〕的实验是将表皮细胞先在体外做培养,cm2的表皮组织可以增加到10 000倍(等于一个成年人的体表面积)。方法是将角质层细胞在一层可供给营养物质的、经放射处理的NIH/3T3成纤维细胞上进行培养,可以得到细胞的快速增殖。这种方法可望用来治疗大面积烧伤创面,但它的缺点是这种培养方法约需3~4周时间。我国第三军医大学王旭等 〔20〕应用新鲜尸体皮肤制成大片的真皮组织,制成固体胶原膜,并在其两面分别种植表皮细胞和成纤维细胞,培养后移植于烧伤创面,他们在10名患者中试用,成活7例,随访1年,获得满意疗效。人工真皮dermgraft是第一代组织工程皮肤。它主要由可降解支架材料复合生长因子,接种胎儿皮肤成纤维细胞,通过体外构建而成。经美国FDA认证,于1997年获准上市,并用于临床,作为大面积烧伤患者的暂时性皮肤覆盖(Allen,1994)及慢性皮肤溃疡的治疗(Black,1994)。1998年创利6000万美金。然而Dermgraft与真正意义上的组织工程皮肤还有很大差距,它缺乏表皮层。Apligraf是当前第二代组织工程皮肤产品,已实现产业化。它是在Dermgraft的基础上加入了表皮细胞层,使组织工程皮肤的组织学特性更加完备。它已有与人的皮肤相似的复层结构。然而Apligraf仍然缺少许多正常皮肤组织的结构,如汗腺、毛囊和皮脂腺等,这些都是正在研究的热点问题。
7 胰腺组织工程
胰腺功能消退或丧失迄今仍没有重建和再生的方法。应用组织工程技术给胰腺的康复带来了希望。胰岛细胞的破坏会发生糖尿病,组织工程学的治疗方法是通过移植包裹在胶囊里的胰岛细胞,以避免免疫排斥反应来完成的。包囊的膜具有对50×103大小分子的通透性限制,允许葡萄糖和胰岛素的自由扩散,但阻止抗体和淋巴细胞的进出。实验证实,用这种方法治疗患糖尿病大鼠,可以保持正常血糖水平2年以上〔21〕。有3种实验方法〔22〕:①Sullivan等先将可降解聚合物制成管状物,绕成螺旋状,再将胰岛细胞种植包埋于其内;将此管和另一个聚合物结合,然后移植入体内,再接连一个连接血管的装置。这种管有50 000原子块状切割,可以允许葡萄糖和胰岛素进行渗透作用,但可阻止抗体和淋巴细胞进入。他在一只切除胰腺的实验犬中使用此装置,可维持正常血糖浓度达150 d之久。②将含有小白鼠胰岛细胞的中空纤维固定于多糖藻酸盐中,将此装置放入患鼠的腹腔中,可降低血糖,并延续60 d以上,证明有良好的生物相容性。③将动物的胰岛细胞放入用藻酸盐或多晶体制成的微小包囊中,可在动物体内维持正常血糖达2年以上。以上3种方法主要的困难是必须有大量的胰岛细胞来源。一些学者已使用了猪胰岛细胞进行研究。
责任编辑:姚红祥 |