胶原—壳聚糖/硅橡胶双层人工皮肤大动物体内移植实验及生物学行为观察

摘要

日常生活中，由于疾病和意外事故，如火灾、车祸造成的皮肤缺损情况十分常见。有资料显示，我国每年约有400万的各类患者需要皮肤移植。传统的皮肤移植方法：自体皮移植，同种异体皮移植，异种皮移植均存在缺点。组织工程皮肤的出现，为我们修复皮肤缺损提供了一种较为理想的治疗手段。 组织工程皮肤的构建涉及到：种子细胞、具有良好组织相容性可降解的支架材料、及种子细胞和支架复合构建组织工程化皮肤，这三方面的内容。其中，人工构建细胞外基质模拟物—组织工程支架是关键步骤之一。此外，生长因子在组织工程皮肤的构建中也起着重要的作用。 人工皮肤的研究早于组织工程概念的提出。1981年，Yannas和Berk首先研制成功一种以胶原-硫酸软骨素为原料，具有诱导创面组织再生的人工皮肤模拟物。目前，组织工程皮肤已有商品上市，如不含细胞成分的组织工程皮肤产品IntegraTM，含细胞成分的组织工程皮肤产品Dermagraft、Apligraf。但是，这些产品国内难以买到，且价格昂贵，国人难以承受。因此，迫切需要拥有自主知识产权的国产化产品。 浙江大学高分子复合材料研究所在组织工程支架材料方面研究多年，研制成了模拟人全层皮肤的胶原-壳聚糖/硅橡胶膜双层组织工程人工皮肤，作为真皮替代物的胶原-壳聚糖是天然的生物大分子材料，具有良好的生物相容性及可降解性，能促进细胞的黏附和基质1的分泌，从而促进皮肤愈合。复合了血管生长因子—血管生成素的胶原-壳聚糖多孔支架经我们初步的实验研究表明有良好的促移植物血管化的作用。硅橡胶膜起到类似表皮的作用，防止水分丢失和环境中的细菌入侵。 目的：建立一种小型猪全厚皮缺损动物模型，将其用于胶原-壳聚糖/硅橡胶膜双层人工皮肤的移植，并对该人工皮肤在大动物体内的生物学行为进行观察，为今后临床应用打下理论与实验基础。 材料和方法：广西巴马小香猪，医学院动物中心提供，采用戊巴比妥钠和速眠新Ⅱ复合麻醉。麻醉起效后，用手术刀在猪背部制备直径3.3cm的圆形全层皮肤缺损创面，深及肌肉筋膜。创面彻底清创止血后，将自制的聚丙稀环与创缘皮肤缝合固定，并留线打包用。将胶原-壳聚糖/硅橡胶双层人工皮，硅橡胶面朝上放入环中，使其与创面紧贴，缝合固定。其上依次放入无菌凡士林纱布、硝酸银纱布及碘伏纱布，打包包扎。术后3、7、14、21天换药，肌注青霉素预防感染。术后7、14、21、28天，行一般情况观察及创面大体观察，取材、GE染色、免疫组化染色、血管计数。 结果：动物模型建立了一种小型猪移植动物模型，移植成功率达到94％。一般情况观察及创面大体观察胶原—壳聚糖/硅橡胶双层人工皮移植后与创面紧密粘连，炎症反应轻微。1周创面可见人工皮肤与环内壁的间隙中有红色肉芽组织生长，2周时肉芽明显增多，1周时胶原—壳聚糖真皮支架与硅橡胶膜粘贴紧密，2周时可见两者有部分分离，3周4周时已完全分离。揭去硅橡胶膜观察，1周2周时真皮支架呈白色，形态保持完好，3周4周时创面为红色肉芽组织，看不到真皮支架。术后小型猪精神状况、食欲与术前无明显差别，术后3天体温正常。 2组织学观察炎症反应移植后1周可见炎症细胞浸润，以淋巴细胞、中性粒细胞为主，位于支架中下部。移植后2周炎症细胞增多，浸润范围进一步向上扩大，并可见巨噬细胞。3周时炎症细胞浸润支架全层，呈弥漫性，巨噬细胞数量明显增多，局部可见类吞噬小体，4周时炎症情况同3周相似。 真皮支架与成纤维细胞移植后1周即可见胶原—壳聚糖真皮支架下部有大量成纤维细胞浸润并产生新的细胞外基质，在真皮支架与肌筋膜交界处可见有成纤维细胞长入，2周时其浸润范围逐渐达到支架上部，3周、4周时支架上面也出现肉芽组织，真皮支架被肉芽组织和肌肉组织上下包被呈夹心样结构。 真皮支架的血管化移植后1周，在支架与肌筋膜交界处可见血管结构，支架内血管少见，2周血管数目增加，交界处多见，3、4周时真皮支架内有较多新生血管，4周时支架内部血管数目进一步增多，密度增大。 真皮支架的降解1周时支架降解不明显，2周、3周、4周降解程度逐渐增强，4周时可见局部支架缺如，被新生真皮样组织代替。 结论：1.该小型猪全厚皮缺损动物模型可较好的应用于人工皮肤的移植实验，观察评价人工皮肤移植后的生物学行为。 2.初步的研究表明胶原—壳聚糖/硅橡胶双层人工皮移植于小型猪全层皮肤缺损创面4周内，具有良好的生物相容性。 3.支架被完全降解吸收可能需要较长的时间，至少超过4周。 4.该双层人工皮肤双层结构间的粘合强度还不够理想，需要进一步的研究和改善。

目录

前言

材料和方法

结果

1.一般情况观察及创面大体观察

2.组织学观察

讨论

结论

参考文献

胶原基人工皮肤的研制及进展

经验交流 几种常见的小型猪麻醉方法

致谢