胶原在组织工程人工皮肤中的应用

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1、№．3Vol22陕西科技大学学报JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE＆uTECHNOLOGYJun．2004·113·。文章编号：1000581l(2004)03--0113--05胶原在组织工程人工皮肤中的应用来国莉1，付丽红1’2(1．山东轻工业学院轻化工与环境工程系．山东济南250100；2．四川大学华西医院卫生部移植与移植免疫重点实验室，四川成都610065)摘要：作为生物相容性良好的医用材料，胶原被广泛应用于人工皮肤。文中介绍了胶原基人工皮肤的特．点、应用形式和国内外的研

2、究情况。关键词：胶原；组织工程；人工皮肤；应用中图分类号：QSl2+．6：R318．08文献标识码：A0引育皮肤是由表皮、真皮和皮下组织构成的，它是肌体与外界的天然屏障，在人体中起着保护、感觉、调节体温、分泌、排泄、吸收和免疫等作用。当皮肤遭受严重烧伤、创伤及糖尿病顽固性皮肤溃疡等损害时，组织液体液的流失会造成水、电解质和酸碱平衡失调，影响人体正常的吸收和代谢平衡，同时，极易引起创面感染、休克、败血症等n，。因此皮肤的修复与重建已成为必须解决的问题。目前，在』临床中得到应用的皮肤修复材料可分为两大类：一类是天然的皮

3、肤(包括自体皮、异体皮和异种皮)和动物组织(羊膜、胎盘、腹膜等)；另一类是人工皮肤，原料取自于天然高分子(胶原、甲壳素等)和合成高分子(尼龙、涤纶、硅橡胶等)。天然皮肤和动物组织虽然有接近于被植者皮肤的结构和功能，但存在有处理麻烦、皮源不足、免疫排异、病毒感染等问题“：。所以，体外培养表皮细胞构建人工皮肤用于移植的成功实践，为满足皮肤的修复，特别是大面积皮肤缺损刨面的尽早封闭愈合提供了现实的可能途径。1人工皮肤及其对生物材料的要求人工皮肤是指应用组织工程技术将体外培养的上皮细胞和成纤维细胞扩增后，接种于具有良好生物

4、相容性的材料上，经体外培养，形成皮肤。然后将其移植于皮肤创面处，以实现创伤的修复和重建o，。理想的人工皮肤应具备以下特点：(1)能覆盖并封闭皮肤缺损刨面，被受体永久接受和成活；(2)由于正常皮肤相近的组织结构，具有人体皮肤的全部功能；(3)移植成活率高，接近正常皮肤生理的愈合质量；(4)经济易得，皮肤体外构建所需时间能满足临床实用性需要；(5)安全、不携带病毒。生物材料与一般工程材料的不同是可与自然界保持和谐的关系，具有新陈代谢功能，从材料科学的角度讲，其特点应当具有复合结构和多功能性。对于人工皮肤来说，临床试验已

5、经证明，最理想的应是与人体皮肤结构和组成一致的有生理活性的蛋白质复合材料，以便较好地适应皮肤复杂的生理要求“，。，2胶原在人工皮肤中应用的优点、应用形式及其改性2．1胶原的优点胶原是哺乳动物体内结缔组织如皮肤、软骨、腱和韧带的主要成分．构成人体约30％的蛋白质。胶原共有18种，其中重组I型胶原具有优越的机械强度和生物相容性，非常适合用于皮肤替换和烧伤治疗。作为组织工程方面应用的胶原的提取多集中于相对易处理的牛腱和鼠尾腱。胶原具有以下优点：(1)生物相容性好，有生理活性和凝血作用；(2)能促进细胞生长和形成新的胶原纤

6、维；(3)经处理可基本消除抗原性；(4)易生物降解，降解产物无毒副作用，易被组织吸收；(5)力学性能、透水汽性能优良，对伤D保护好，可减少换药或不换药“。。因此，胶原被广泛用于生物可降解缝线、人造皮肤、伤口敷料、人造腱及血管·收稿H期：2004—04—11作者简介：来国莉(1982一)，女，山东省日照市人，在读硕士研究生，研究方向；腔原蛋白及其改性的研究!兰兰垒二兰!!!!!!!!!竺!!!!!!!!!璧2登苎查：兰兰兰：：主方面。2．2胶原在人．T-皮肤中的应用形式纯化的胶原可以制成许多不同形式的产品，如膜、带、

7、薄片、海绵、珠体等。由于胶原海绵植人物最初设计是应用于皮肤修复并且非常有效，所以现在主要以胶原海绵的形式作为人工皮肤。胶原海绵可以通过对胶原膜进行冷冻干燥而得到。当胶原海绵用于重度烧伤或创伤敷料时，有以下4个方面的应用：(1)可以吸收大量的组织渗出物，防止湿伤口于结而起到滑润作用；(2)可以防止伤口受到机械伤害和细菌感染，加速皮肤的愈合；(3)可作为药物递送组织系统，适合于抗生素短期给药(3～7d)，该系统无副作用，且胶原几天后可自动被吸收i(4)胶原可为表皮细胞的迁移和增殖铺垫支架，并提供趣好的营养，有利于上皮细

8、胞的增生修复，从而能促进创面的愈合，可用于烧、刨伤的治疗。其中，胶原海绵的多孔性是非常重要的。因为它能使细胞迁移或增殖，孔径的大小影响细胞的长入和支架的内表面积。j977年，Yannas等“3设计了复合型烧伤创面敷料。其内层是多孔层．由戊二醛处理胶原与粘多糖类交联形成，外层为合成材料薄膜。研究孔隙度对表皮生长细胞作用时发现，孔径大于80口ril对新生纤维细胞