今后治療燒傷、皮膚整形,減輕往日傷疤,如貼創可貼,也不再“拆東墻補西墻”了。
科技的進步總是那么令人興奮,或許你正為自己與生俱來的黝黑膚色而煩惱,現在好了,你要一身古銅還是雪白的膚色,科學家可以幫你搞定了。2000年,美國第一塊“人造皮膚”面市以來,每年使30萬燒傷或皮膚潰瘍的患者受益,同時產生了一個每年超過1.6億元產值的市場。并在8年時間里,使生產“人造皮膚”的企業以22.5%的市值增長?!叭嗽炱つw”具有如此高的經濟利益,原因在于它徹底改變了傳統皮膚手術的方法。
尋找皮膚代用品
皮膚是人體最大的器官,不僅能使人不受到污物或細菌的侵襲,也能保持人體內的水分不致逃逸。皮膚具有復雜的組織結構,并且還有毛囊、汗腺、皮脂腺等附屬器官,發揮著重要的屏障保護、調節體溫、生發等生理作用。但是皮膚作為覆蓋和保護體表的重要組織器官,非常容易受到外傷、燒傷、炎癥等因素的損害。
過去傳統的皮膚治療手術,對輕度傷患者的常用方法是外敷藥物。但是往往外敷藥物的敷科無法自然降解,反而會影響皮膚表皮正常的愈合再生。而對于嚴重的皮膚缺損創面所做的皮膚移植,通常需要切取患者自體正常部位的皮膚作為移植材料,但自體皮膚修復在手術上不僅讓患者受第二次的苦,還會在取皮部位留下新的創傷,常常導致疤痕增生,甚至因取皮過深,供皮區難以自愈,反復潰瘍,形成“好了舊傷又添新疤”。外敷藥物和皮膚移植,都無法避免在皮膚上留下疤痕。對于大面積嚴重燒傷的患者,由于其自身正常皮膚所剩無幾,缺乏自體皮源來及時封閉創面,常常引起創面及全身嚴重的感染等一系列并發癥,有可能危機生命。若需要對這些皮膚大面積修復移植,則需要捐獻尸體的皮膚,這時外源皮膚和身體的免疫排斥成了難以回避的首要問題。因此,國際醫學界一直試圖在體外制造一種皮膚代用品,用來更換人體損壞的皮膚組織。
皮膚代用品按成分不同,可分單純人工真皮和具有表皮細胞層的活性復合皮。早在上個世紀80年代后期,科學家就先后研制出多種人工真皮。如來源于異體或異種(豬)皮的無細胞真皮基質、以膠原為主要原料經冷凍干燥后形成的海綿狀膠原膜。此外,還有透明質酸膜、聚乳酸膜等。其基本特點是可誘導自體的組織細胞浸潤生長,形成新的、結構規則的真皮樣組織,從而重建真皮層。20世紀90年代后期,醫學界已成功將復合皮用于大面積深度燒傷創面的修復,節省了傷者自體皮源,提高了救治率。但是,由于復合皮制作費用十分昂貴,移植后存活率只有50%左右,因此,在醫學臨床上很難推廣使用。
“種”出“活”皮膚
“人造皮膚”在醫學上稱為“組織工程皮膚”。它不同于使用在機器人身上的仿生皮膚,而是擁有人類細胞的“活”皮膚。“人造皮膚”也就是醫學所稱的組織工程皮膚,它是使用組織工程原理與生物方法在體外的培養皿里“種”出的一種與人類皮膚結構相似的替代物。它主要是通過獲得自體或異體的極少量皮膚組織,將其在體外經過消化、分離、培養,獲取表皮細胞和真皮成纖維細胞,大量擴增,按細胞類型及代數建立不同用途的細胞庫,再將表皮細胞、真皮成纖維細胞復合于牛膠原蛋白支架上,重新形成一定形態和功能,并具有生命力的活體組織皮膚。當人的皮膚受創,只要把它敷在創口上,等它與健康皮膚長合后,受創的皮膚就得到了修復。
“人造皮膚”能否成功移植,關鍵在于能否快速血管化,使移植后能夠盡早得到營養供應。研究人員一方面將一種能夠促進血管化的因子基因成功地轉入人體纖維細胞,使其能夠促進血管化;另一方面,將自體的內皮細胞和成纖維細胞通過適當的途徑植入真皮支架,誘導新生血管的形成,徹底解決了這一難題。目前的臨床觀察結果顯示,“人造皮膚”可修復燒傷創面,將人造皮植入后,一星期左右可基本愈合,不留疤痕,看上去外觀平整光滑,色澤自然,摸上去彈性十足。
市場前景廣闊
自體移植由于可以比較好地避免排斥,仍然是目前的標準做法。但是二次手術不僅增加了傷者的痛苦,而且有的疾病,如難愈性潰瘍,自體皮膚移植的效果有時也不夠理想。而異體移植的皮膚有潛在免疫排斥的風險。另外,皮膚需要移植取皮、備皮、植皮,浪費了大量時間不說,患者還要支付昂貴的住院費用。應用“人造皮膚”,不僅可以避免自體移植的二次手術痛苦,還避免了異體移植的免疫排斥風險。而且無需住院,大大降低了治療成本。所以在臨床醫學上被日益推廣,也是大勢所趨。
據統計,重度燒傷的病人,只有不到1/5的人能夠活下來,“人造皮膚”誕生后,存活下來的病人超過3/5。
一塊人造的皮膚組織能鮮活地長在人身體上,這仿佛是科幻小說或神話故事里具有神奇功效的靈丹妙藥。人造組織通常總是很嬌貴,保存條件非??量蹋叭嗽炱つw”也不例外?!叭嗽炱つw”從生產出來到臨床使用,其間只能存活10天。這段時間,除了必須浸泡在有機質當中,保存的溫度還要恒定在20℃~30℃,還需要完全密封包裝,并控制其中的二氧化碳在10%。由于“人造皮膚”含有活細胞,所以在生產、運輸、保存、使用等環節上還存在許多技術問題沒有完全解決,生產和使用成本也居高不下。所以,目前市場上美國產品的價格每平方厘米在200元左右,高成本高價位成了“人造皮膚”廣泛應用的一大障礙。
中國“人造皮膚產業化”
我國從1998年就開始“人造皮膚”的研發工作,用什么樣的原材料制造出人類皮膚是科學家最為關注的問題。浙江大學首先開發了一種有前景的生物敷枓——蠶絲蛋白“人造皮膚”。而由上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院副院長、上海組織工程研究與開發中心主任、“973”首席科學家曹誼林教授領銜的課題組,采用源于蝦,蟹外殼的殼聚糖作為基質材料,研制出了具有自主知識產權的“蝦殼皮膚”?!拔r殼皮膚”含有活性細胞和豐富的生長因子,可直接參與傷口愈合,實現了對傷口的主動修復。用這種材料通過組織工程學技術,只需從患者身上采集一小塊指甲大小的皮膚,就能在實驗室里制造出能滿足臨床要求的“人造皮膚”。這種“蝦殼皮膚”完全可以和美國的“人造皮膚”相媲美,而生產成本只有國外同類產品的1/10。
長期以來,各國科學家都致力于“人造皮膚”的研究,但是僅美國等少數國家掌握該項技術。我國很多科學家也都在實驗室對此進行了研究。我國是一個人口大國,每年燒傷與潰瘍患者達到1500萬人,其中需要皮膚移植的將近350萬人,皮膚需求量在4億平方厘米以上。所以“人造皮膚”每年約有30億人民幣的市場空間。巨大的市場潛力為“人造皮膚”產業化提供了廣闊的市場前景。
可喜的是,國家食品藥品監督管理局已正式為國產“人造皮膚”頒發了醫療器械產品注冊證書。我國第四軍醫大學自主研制的“人造皮膚”在2008年開始產業化批量生產了。這種“人造皮膚”含有豐富的生長因子和活性細胞,不僅具有天然皮膚表皮層和真皮層的雙層結構,且色澤、質感、生物相容性可以以假亂真,具有接近人體自身皮膚,免疫排斥反應小,愈合時間短,使用方便,減少疤痕形成等特點。這種“人造皮膚”制造過程快,10天即可造成。
國產的“人造皮膚”有內外包裝,首先打開外包裝,閱讀產品說明書,然后在無菌條件下,打開內包裝,小心清洗皮片,去除殘余液體,然后分清正反面揭除尼龍膜,像創可貼一樣貼在創面,之后用紗布包住就能夠刺激人體皮膚再生長,半年后就會完全被人體自身皮膚替代,變成“真皮”。整個使用過程十分簡單方便,酷似生活中大家常用的創可貼。
