脫細胞真皮基質在組織工程與再生醫學中的應用

黃成 羅旭松

脫細胞真皮基質(Acellular dermal matrix，ADM)是指通過酶消化、高滲鹽浸泡等方法，去除異體(種)皮中的表皮層和真皮細胞成分，而保留正常膠原三維結構及基底膜的真皮支架[1]。由于去除了表達細胞相容性抗原的細胞成分，抗原性大幅降低，且具備正常膠原的三維結構，能夠為新生組織提供類似細胞支架的作用，具有良好的細胞親和力、組織相容性、抗感染能力和理化性質等，已廣泛應用于臨床，并已成為組織工程和再生醫學相關領域的研究熱點。

1 ADM的臨床應用現狀

1.1 創面覆蓋

研究表明，ADM用于創面覆蓋可取得較好的治療效果[2]。但是，僅創面上皮化覆蓋已不能滿足目前修復重建的要求。ADM單獨使用時，能起到類似真皮模板的作用，與創面整合后可使血管快速長入[3-4]；ADM+自體薄皮移植用于創面修復時，可提高移植成活率，創面外觀遠期恢復較好[5-7]。ADM尤其適用于功能區域的修復重建，可為創面修復提供足夠的真皮成分，減輕瘢痕形成和攣縮。

1.2 生物補片

ADM具有良好的生物力學強度，可廣泛用于疝外科、腹壁外科等。在腹部重建中可利用ADM三維支架結構引導正常自體細胞擴增，并提供穩定的減張、抗拉作用，以達到同質化修復[8-9]。在乳房重建中，利用ADM的力學強度，可作為胸大肌延長的固定材料，以利于乳房下皺襞的恢復[10-11]。

1.3 填充補充容積

ADM在體內會逐漸降解并被新生組織替代，成為在功能、形態上與周圍正常組織一致或相似的自體組織。因此，ADM可作為組織凹陷的良好充填物，可片狀重疊充填，亦可雙層、三層甚至更多層充填[12]，但存在一定的吸收率，多發生在術后4～6周內。目前已研發出了可注射的顆料劑型[13-14]，使用更為方便，可能成為繼膠原蛋白、玻尿酸、脂肪之后的第四種運用方便的注射充填劑。

2 ADM在組織工程與再生醫學領域的嘗試

2.1 組織工程皮膚

組織工程皮膚構建是組織工程領域的重點和熱點。ADM作為天然真皮替代物具有雙面結構：基底膜與真皮面。真皮面利于血管化形成，基底膜面利于上皮細胞定植。異體/種ADM都顯示出較好的上皮移行和真皮存活效果。不同的洗脫異體/種細胞方法獲得的ADM構建組織工程皮膚的效果也一樣[15-16]。

2.2 組織工程皮瓣

修復深部創面，皮瓣移植具有極大的優勢，但穩定的血供是皮瓣移植所必須的。因此，以組織工程技術構建皮瓣時要求具有穩定蒂部血運的表皮-真皮-皮下脂肪復合組織。周顯玉等[17]采用脫細胞真皮基質預制皮瓣，顯微原位移植成功。Zhu等[18]將體外預處理過的ADSC與激光打孔的異種ADM復合，在體內構建真皮-脂肪復合組織，僅材料周邊區域可見少量的炎癥細胞，脂肪組織及微孔內均可見新生血管長入，提示了經過體外預處理的ADM植入體內后可獲得充分的血供。

2.3 組織工程軟骨

關節軟骨損傷后不能自行修復。Ye等[19]將ADM與髕下脂肪墊間充質基質細胞(IPFP-MSCs)相結合，修復兔軟骨缺損模型，最終形成與天然軟骨相似的新生軟骨。他們還將IPFP-ADSC與大鼠真皮來源的ADM在含有TGFβ-3和BMP6的成軟骨細胞培養液中培養，證實了IPFP-ADSC的軟骨生成效應是與ADM相互作用的結果[20]。

2.4 神經修復

利用ADM作為支架結合ADSC誘導神經干細胞(NSC)以構建組織工程神經組織，Nestin的表達證明了ADM也具有構建組織工程神經的潛力[21]。

3 存在的問題與對策

3.1 過于致密

ADM過于致密，因此改善其通透性是提高移植存活率的關鍵。ADM植入缺損創面后，營養難以透過ADM，不能有效維持移植皮片、表皮細胞早期的供能，導致新生血管數量不足，并使新生血管到達真皮層的時間過長。這些因素均可導致自體皮片、表皮細胞出現血供不足，最終細胞增殖緩慢、皮片脫落。因此，對ADM采用適當膨化、顆粒化[22]，以及激光打孔[23]處理等方法可以改善ADM的通透性。

3.2 植入體內后引發炎癥反應和免疫排斥反應

臨床發現，ADM植入體內可能會引發慢性炎癥反應，可能與制備試劑、降解產物、膠原結構改變等因素有關。改進ADM生產工藝，并對ADM進一步的物理改性、化學修飾可能是有效的改善措施。一般來說，與材料復合共混提高植入效果的程度是有限的，而改進脫細胞工藝[15]，并對ADM進行適當的生化改性處理[24]，或與干細胞共培養[25]，可有效降低其免疫原性。但是，ADM在制備以及應用等諸多方面還有待于更為深入的研究，以符合組織構建的要求。