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今后治疗烧伤、皮肤整形,减轻往日伤疤,如贴创可贴,也不再“拆东墙补西墙”了。
科技的进步总是那么令人兴奋,或许你正为自己与生俱来的黝黑肤色而烦恼,现在好了,你要一身古铜还是雪白的肤色,科学家可以帮你搞定了。2000年,美国第一块“人造皮肤”面市以来,每年使30万烧伤或皮肤溃疡的患者受益,同时产生了一个每年超过1.6亿元产值的市场。并在8年时间里,使生产“人造皮肤”的企业以22.5%的市值增长。“人造皮肤”具有如此高的经济利益,原因在于它彻底改变了传统皮肤手术的方法。
寻找皮肤代用品
皮肤是人体最大的器官,不仅能使人不受到污物或细菌的侵袭,也能保持人体内的水分不致逃逸。皮肤具有复杂的组织结构,并且还有毛囊、汗腺、皮脂腺等附属器官,发挥着重要的屏障保护、调节体温、生发等生理作用。但是皮肤作为覆盖和保护体表的重要组织器官,非常容易受到外伤、烧伤、炎症等因素的损害。
过去传统的皮肤治疗手术,对轻度伤患者的常用方法是外敷药物。但是往往外敷药物的敷科无法自然降解,反而会影响皮肤表皮正常的愈合再生。而对于严重的皮肤缺损创面所做的皮肤移植,通常需要切取患者自体正常部位的皮肤作为移植材料,但自体皮肤修复在手术上不仅让患者受第二次的苦,还会在取皮部位留下新的创伤,常常导致疤痕增生,甚至因取皮过深,供皮区难以自愈,反复溃疡,形成“好了旧伤又添新疤”。外敷药物和皮肤移植,都无法避免在皮肤上留下疤痕。对于大面积严重烧伤的患者,由于其自身正常皮肤所剩无几,缺乏自体皮源来及时封闭创面,常常引起创面及全身严重的感染等一系列并发症,有可能危机生命。若需要对这些皮肤大面积修复移植,则需要捐献尸体的皮肤,这时外源皮肤和身体的免疫排斥成了难以回避的首要问题。因此,国际医学界一直试图在体外制造一种皮肤代用品,用来更换人体损坏的皮肤组织。
皮肤代用品按成分不同,可分单纯人工真皮和具有表皮细胞层的活性复合皮。早在上个世纪80年代后期,科学家就先后研制出多种人工真皮。如来源于异体或异种(猪)皮的无细胞真皮基质、以胶原为主要原料经冷冻干燥后形成的海绵状胶原膜。此外,还有透明质酸膜、聚乳酸膜等。其基本特点是可诱导自体的组织细胞浸润生长,形成新的、结构规则的真皮样组织,从而重建真皮层。20世纪90年代后期,医学界已成功将复合皮用于大面积深度烧伤创面的修复,节省了伤者自体皮源,提高了救治率。但是,由于复合皮制作费用十分昂贵,移植后存活率只有50%左右,因此,在医学临床上很难推广使用。
“种”出“活”皮肤
“人造皮肤”在医学上称为“组织工程皮肤”。它不同于使用在机器人身上的仿生皮肤,而是拥有人类细胞的“活”皮肤。“人造皮肤”也就是医学所称的组织工程皮肤,它是使用组织工程原理与生物方法在体外的培养皿里“种”出的一种与人类皮肤结构相似的替代物。它主要是通过获得自体或异体的极少量皮肤组织,将其在体外经过消化、分离、培养,获取表皮细胞和真皮成纤维细胞,大量扩增,按细胞类型及代数建立不同用途的细胞库,再将表皮细胞、真皮成纤维细胞复合于牛胶原蛋白支架上,重新形成一定形态和功能,并具有生命力的活体组织皮肤。当人的皮肤受创,只要把它敷在创口上,等它与健康皮肤长合后,受创的皮肤就得到了修复。
“人造皮肤”能否成功移植,关键在于能否快速血管化,使移植后能够尽早得到营养供应。研究人员一方面将一种能够促进血管化的因子基因成功地转入人体纤维细胞,使其能够促进血管化;另一方面,将自体的内皮细胞和成纤维细胞通过适当的途径植入真皮支架,诱导新生血管的形成,彻底解决了这一难题。目前的临床观察结果显示,“人造皮肤”可修复烧伤创面,将人造皮植入后,一星期左右可基本愈合,不留疤痕,看上去外观平整光滑,色泽自然,摸上去弹性十足。
市场前景广阔
自体移植由于可以比较好地避免排斥,仍然是目前的标准做法。但是二次手术不仅增加了伤者的痛苦,而且有的疾病,如难愈性溃疡,自体皮肤移植的效果有时也不够理想。而异体移植的皮肤有潜在免疫排斥的风险。另外,皮肤需要移植取皮、备皮、植皮,浪费了大量时间不说,患者还要支付昂贵的住院费用。应用“人造皮肤”,不仅可以避免自体移植的二次手术痛苦,还避免了异体移植的免疫排斥风险。而且无需住院,大大降低了治疗成本。所以在临床医学上被日益推广,也是大势所趋。
据统计,重度烧伤的病人,只有不到1/5的人能够活下来,“人造皮肤”诞生后,存活下来的病人超过3/5。
一块人造的皮肤组织能鲜活地长在人身体上,这仿佛是科幻小说或神话故事里具有神奇功效的灵丹妙药。人造组织通常总是很娇贵,保存条件非常苛刻,“人造皮肤”也不例外。“人造皮肤”从生产出来到临床使用,其间只能存活10天。这段时间,除了必须浸泡在有机质当中,保存的温度还要恒定在20℃~30℃,还需要完全密封包装,并控制其中的二氧化碳在10%。由于“人造皮肤”含有活细胞,所以在生产、运输、保存、使用等环节上还存在许多技术问题没有完全解决,生产和使用成本也居高不下。所以,目前市场上美国产品的价格每平方厘米在200元左右,高成本高价位成了“人造皮肤”广泛应用的一大障碍。
中国“人造皮肤产业化”
我国从1998年就开始“人造皮肤”的研发工作,用什么样的原材料制造出人类皮肤是科学家最为关注的问题。浙江大学首先开发了一种有前景的生物敷枓——蚕丝蛋白“人造皮肤”。而由上海交通大学医学院附属第九人民医院副院长、上海组织工程研究与开发中心主任、“973”首席科学家曹谊林教授领衔的课题组,采用源于虾,蟹外壳的壳聚糖作为基质材料,研制出了具有自主知识产权的“虾壳皮肤”。“虾壳皮肤”含有活性细胞和丰富的生长因子,可直接参与伤口愈合,实现了对伤口的主动修复。用这种材料通过组织工程学技术,只需从患者身上采集一小块指甲大小的皮肤,就能在实验室里制造出能满足临床要求的“人造皮肤”。这种“虾壳皮肤”完全可以和美国的“人造皮肤”相媲美,而生产成本只有国外同类产品的1/10。
长期以来,各国科学家都致力于“人造皮肤”的研究,但是仅美国等少数国家掌握该项技术。我国很多科学家也都在实验室对此进行了研究。我国是一个人口大国,每年烧伤与溃疡患者达到1500万人,其中需要皮肤移植的将近350万人,皮肤需求量在4亿平方厘米以上。所以“人造皮肤”每年约有30亿人民币的市场空间。巨大的市场潜力为“人造皮肤”产业化提供了广阔的市场前景。
可喜的是,国家食品药品监督管理局已正式为国产“人造皮肤”颁发了医疗器械产品注册证书。我国第四军医大学自主研制的“人造皮肤”在2008年开始产业化批量生产了。这种“人造皮肤”含有丰富的生长因子和活性细胞,不仅具有天然皮肤表皮层和真皮层的双层结构,且色泽、质感、生物相容性可以以假乱真,具有接近人体自身皮肤,免疫排斥反应小,愈合时间短,使用方便,减少疤痕形成等特点。这种“人造皮肤”制造过程快,10天即可造成。
国产的“人造皮肤”有内外包装,首先打开外包装,阅读产品说明书,然后在无菌条件下,打开内包装,小心清洗皮片,去除残余液体,然后分清正反面揭除尼龙膜,像创可贴一样贴在创面,之后用纱布包住就能够刺激人体皮肤再生长,半年后就会完全被人体自身皮肤替代,变成“真皮”。整个使用过程十分简单方便,酷似生活中大家常用的创可贴。
科技的进步总是那么令人兴奋,或许你正为自己与生俱来的黝黑肤色而烦恼,现在好了,你要一身古铜还是雪白的肤色,科学家可以帮你搞定了。2000年,美国第一块“人造皮肤”面市以来,每年使30万烧伤或皮肤溃疡的患者受益,同时产生了一个每年超过1.6亿元产值的市场。并在8年时间里,使生产“人造皮肤”的企业以22.5%的市值增长。“人造皮肤”具有如此高的经济利益,原因在于它彻底改变了传统皮肤手术的方法。
寻找皮肤代用品
皮肤是人体最大的器官,不仅能使人不受到污物或细菌的侵袭,也能保持人体内的水分不致逃逸。皮肤具有复杂的组织结构,并且还有毛囊、汗腺、皮脂腺等附属器官,发挥着重要的屏障保护、调节体温、生发等生理作用。但是皮肤作为覆盖和保护体表的重要组织器官,非常容易受到外伤、烧伤、炎症等因素的损害。
过去传统的皮肤治疗手术,对轻度伤患者的常用方法是外敷药物。但是往往外敷药物的敷科无法自然降解,反而会影响皮肤表皮正常的愈合再生。而对于严重的皮肤缺损创面所做的皮肤移植,通常需要切取患者自体正常部位的皮肤作为移植材料,但自体皮肤修复在手术上不仅让患者受第二次的苦,还会在取皮部位留下新的创伤,常常导致疤痕增生,甚至因取皮过深,供皮区难以自愈,反复溃疡,形成“好了旧伤又添新疤”。外敷药物和皮肤移植,都无法避免在皮肤上留下疤痕。对于大面积严重烧伤的患者,由于其自身正常皮肤所剩无几,缺乏自体皮源来及时封闭创面,常常引起创面及全身严重的感染等一系列并发症,有可能危机生命。若需要对这些皮肤大面积修复移植,则需要捐献尸体的皮肤,这时外源皮肤和身体的免疫排斥成了难以回避的首要问题。因此,国际医学界一直试图在体外制造一种皮肤代用品,用来更换人体损坏的皮肤组织。
皮肤代用品按成分不同,可分单纯人工真皮和具有表皮细胞层的活性复合皮。早在上个世纪80年代后期,科学家就先后研制出多种人工真皮。如来源于异体或异种(猪)皮的无细胞真皮基质、以胶原为主要原料经冷冻干燥后形成的海绵状胶原膜。此外,还有透明质酸膜、聚乳酸膜等。其基本特点是可诱导自体的组织细胞浸润生长,形成新的、结构规则的真皮样组织,从而重建真皮层。20世纪90年代后期,医学界已成功将复合皮用于大面积深度烧伤创面的修复,节省了伤者自体皮源,提高了救治率。但是,由于复合皮制作费用十分昂贵,移植后存活率只有50%左右,因此,在医学临床上很难推广使用。
“种”出“活”皮肤
“人造皮肤”在医学上称为“组织工程皮肤”。它不同于使用在机器人身上的仿生皮肤,而是拥有人类细胞的“活”皮肤。“人造皮肤”也就是医学所称的组织工程皮肤,它是使用组织工程原理与生物方法在体外的培养皿里“种”出的一种与人类皮肤结构相似的替代物。它主要是通过获得自体或异体的极少量皮肤组织,将其在体外经过消化、分离、培养,获取表皮细胞和真皮成纤维细胞,大量扩增,按细胞类型及代数建立不同用途的细胞库,再将表皮细胞、真皮成纤维细胞复合于牛胶原蛋白支架上,重新形成一定形态和功能,并具有生命力的活体组织皮肤。当人的皮肤受创,只要把它敷在创口上,等它与健康皮肤长合后,受创的皮肤就得到了修复。
“人造皮肤”能否成功移植,关键在于能否快速血管化,使移植后能够尽早得到营养供应。研究人员一方面将一种能够促进血管化的因子基因成功地转入人体纤维细胞,使其能够促进血管化;另一方面,将自体的内皮细胞和成纤维细胞通过适当的途径植入真皮支架,诱导新生血管的形成,彻底解决了这一难题。目前的临床观察结果显示,“人造皮肤”可修复烧伤创面,将人造皮植入后,一星期左右可基本愈合,不留疤痕,看上去外观平整光滑,色泽自然,摸上去弹性十足。
市场前景广阔
自体移植由于可以比较好地避免排斥,仍然是目前的标准做法。但是二次手术不仅增加了伤者的痛苦,而且有的疾病,如难愈性溃疡,自体皮肤移植的效果有时也不够理想。而异体移植的皮肤有潜在免疫排斥的风险。另外,皮肤需要移植取皮、备皮、植皮,浪费了大量时间不说,患者还要支付昂贵的住院费用。应用“人造皮肤”,不仅可以避免自体移植的二次手术痛苦,还避免了异体移植的免疫排斥风险。而且无需住院,大大降低了治疗成本。所以在临床医学上被日益推广,也是大势所趋。
据统计,重度烧伤的病人,只有不到1/5的人能够活下来,“人造皮肤”诞生后,存活下来的病人超过3/5。
一块人造的皮肤组织能鲜活地长在人身体上,这仿佛是科幻小说或神话故事里具有神奇功效的灵丹妙药。人造组织通常总是很娇贵,保存条件非常苛刻,“人造皮肤”也不例外。“人造皮肤”从生产出来到临床使用,其间只能存活10天。这段时间,除了必须浸泡在有机质当中,保存的温度还要恒定在20℃~30℃,还需要完全密封包装,并控制其中的二氧化碳在10%。由于“人造皮肤”含有活细胞,所以在生产、运输、保存、使用等环节上还存在许多技术问题没有完全解决,生产和使用成本也居高不下。所以,目前市场上美国产品的价格每平方厘米在200元左右,高成本高价位成了“人造皮肤”广泛应用的一大障碍。
中国“人造皮肤产业化”
我国从1998年就开始“人造皮肤”的研发工作,用什么样的原材料制造出人类皮肤是科学家最为关注的问题。浙江大学首先开发了一种有前景的生物敷枓——蚕丝蛋白“人造皮肤”。而由上海交通大学医学院附属第九人民医院副院长、上海组织工程研究与开发中心主任、“973”首席科学家曹谊林教授领衔的课题组,采用源于虾,蟹外壳的壳聚糖作为基质材料,研制出了具有自主知识产权的“虾壳皮肤”。“虾壳皮肤”含有活性细胞和丰富的生长因子,可直接参与伤口愈合,实现了对伤口的主动修复。用这种材料通过组织工程学技术,只需从患者身上采集一小块指甲大小的皮肤,就能在实验室里制造出能满足临床要求的“人造皮肤”。这种“虾壳皮肤”完全可以和美国的“人造皮肤”相媲美,而生产成本只有国外同类产品的1/10。
长期以来,各国科学家都致力于“人造皮肤”的研究,但是仅美国等少数国家掌握该项技术。我国很多科学家也都在实验室对此进行了研究。我国是一个人口大国,每年烧伤与溃疡患者达到1500万人,其中需要皮肤移植的将近350万人,皮肤需求量在4亿平方厘米以上。所以“人造皮肤”每年约有30亿人民币的市场空间。巨大的市场潜力为“人造皮肤”产业化提供了广阔的市场前景。
可喜的是,国家食品药品监督管理局已正式为国产“人造皮肤”颁发了医疗器械产品注册证书。我国第四军医大学自主研制的“人造皮肤”在2008年开始产业化批量生产了。这种“人造皮肤”含有丰富的生长因子和活性细胞,不仅具有天然皮肤表皮层和真皮层的双层结构,且色泽、质感、生物相容性可以以假乱真,具有接近人体自身皮肤,免疫排斥反应小,愈合时间短,使用方便,减少疤痕形成等特点。这种“人造皮肤”制造过程快,10天即可造成。
国产的“人造皮肤”有内外包装,首先打开外包装,阅读产品说明书,然后在无菌条件下,打开内包装,小心清洗皮片,去除残余液体,然后分清正反面揭除尼龙膜,像创可贴一样贴在创面,之后用纱布包住就能够刺激人体皮肤再生长,半年后就会完全被人体自身皮肤替代,变成“真皮”。整个使用过程十分简单方便,酷似生活中大家常用的创可贴。