严重创伤和创面组织修复与再生新技术 PPT资料共63页
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Burn Scar
组织工程皮肤的发展现状
与正常人皮肤极为相似，但 和正常皮肤仍有较大差距！
有一定临床疗效，但并不能 解决不能解决所有的临床皮肤 缺损问题！
组织工程皮肤发展中存在的问题
组织工程皮肤目前所具有的外形、韧性和机械性能明 显低于天然正常皮肤，没有毛囊、血管、汗腺以及黑色 素细胞等成分； 组织工程皮肤的屏障、免疫、物质交换及能量交换等 功能仍距正常皮肤有较大差距； 组织工程皮肤在临床应用存在移植失败等风险，目前 还不能解决所有的临床皮肤缺损问题；
严重创伤和创面组织 修复与再生新技术
付小兵
全军创伤修复重点实验室 解放军总医院 军医进修学院
一、创伤的危害
二、对创面治疗的需求
二、创面治疗技术
（一）清创术(Debridement)
外科清创 机械清创 湿到干纱布清创 化学清创 酶学清创 高压冲洗 自体清创 生物学清创
酶学清创
生物清创
（二）基因工程产品促进创面修复
问题：病人的皮肤不能出汗， 还不是真正意义上的治愈，生
活质量受到严重影响!!!
如何诱导汗腺再生？
小面积浅度烧伤：自然修复 大面积深度烧伤：难以修复 组织工程人工皮：没有汗腺 干细胞移植技术：希望之一 其它技术与方法：探索之中
在国际上首先实现人体再生汗腺获得成功,通 过发育、神经、血管支配、汗液分析等指标 检测,证明再生汗腺具有正常的发汗功能
“人造皮肤”
组织工程皮肤的发展历史
2019年3月，世界上第一个 组织工程产品——“组织工 程皮肤”由FDA批准上市。
2019年11月，我国第一个同 类组织工程皮肤产品获得 SDFA颁发的注册证书，但 在产品工艺、产业化和应用 上并未获得突破。
FDA批准上市的主要组织工程皮肤产品
商品名
临床应用
表皮
09年1月19日光子治疗后
09年2月20日康复
（十）中医治疗技术
• 早期：活血止痛、减少渗出、保护创面、 调节伤区微循环、抑制瘀滞区组织的进行 性坏死 ；
• 中期：清热解毒、祛腐排脓、通畅引流； • 后期：祛腐生肌，促使创面组织修复、促
进愈合。
Thanks
更多精品资源请访问
docin/sanshengshiyuan doc88/sanshenglu
对照侧皮肤发汗阴性
MSCs治疗侧皮肤发汗阳性
移植手术后2个月, MSCs 移植侧发汗实验阳性，证明移植的MSCs不仅
再生了汗腺，而且还有分泌汗液的功能
典型病例2年以上随访确证再生汗腺具有持续 和稳定的发汗功能
对照创面1 年
治疗后创面1年
对照创面2 年 对照侧皮肤发汗阴性
治疗后创面2年
MSCs治疗侧皮肤发汗阳性
（三）敷料与创面修复
传统的干性纱布的优缺点
湿润性愈合环境的优点
• 保持湿润，利于坏死组织和纤维蛋白溶 解
• 保持、促进多种生物活性因子的释放 • 加速肉芽组织的形成 • 不增加伤口感染的危险 • 减轻疼痛 • 敷料不与新生肉芽组织粘连，避免更换
敷料时的再次机械性损伤
能创造湿性愈合环境的敷料
• 水胶体类敷料 • 泡膜类敷料
下肢静脉溃疡
供皮区
使用方法
固定敷料
绷带固定
网套固定
贴膜固定
更换敷料
围绕伤口轮廓吸收渗液
（四）组织工程技术与再生
组织工程皮肤是发展最快的产品之一
利用工程学和细胞生物 学的原理和方法，在体 外人工研制的皮肤代用 品，用来修复、替代缺 损的皮肤组织，在一定 程度上改善了传统治疗 措施的不足，显示了良 好的应用前景。
（五）干细胞与汗腺再生
老一代科学家的奋斗使中国 严重烧伤的救治成功率达到 98%以上
代表性论文 Ageing Res Rev 2009; 8: 244-249 (IF6.4) Wound Rep Reg 2009; 17: 427-435(IF2.5) Cell Tissue Res 2009; 335: 317-321(IF2.6) J Surg Res 2019; 136: 204-208 (IF1.8)
4
11.20 13.22
2
healed unhealed
Dr. Xiaobing Fu, et al. The Lancet 2019; 352(21): 1661-1664 Dr. Xiaobing Fu, et al. Chin Med J 2000; 113(4): 367-371 Dr. Xiaobing Fu, et al. Chin Med J 2019; 115(3): 331-335
生长因子？
自然界 人类
动物
生长因子加速急慢性创面愈合 的多中心临床试验结果
Groups
II- II+ Granulation wound Donor site Chronic wounds
Treatment 10.07 16.85
Control 12.26 20.00
Days
2
3
22.37 27.38
MSCs 移植侧发汗实验继续阳性，发汗面积保持稳定
（六）封闭负压引流技术
（vacuum sealing drainage，VSD）
利用负压吸引装置与特殊创面敷料连接,间歇地或持 续地在创面处产生低于大气压的压力,促进创面愈合的新 颖的、日趋成熟的治疗方法。
VSD作用原理
吸取创面的分泌物、消除组织水肿，真空负压状态能抑制 细菌生长，有效控制感染。
新一代组织工程皮肤的发展方向 ——功能化+仿生化+临床化
在解决种子细胞在体内的增殖和转归等相关理论问题的基础 上，建立与正常人体皮肤结构和功能相近的组织工程皮肤； 临床使用简便、安全、有效，能够快速封闭皮肤创面缺损， 加速创面愈合；
具有正常皮肤的附属器官，具有正常的色泽，能 分泌汗液和生长毛发； 可以促进皮肤移植后的快速血管化，提高移植成 功率。
Epicel EpiDex
Integra
真皮
Alloderm TransCyte
复合皮
Dermagraft
Apligraf (Graftskin)
OrCel
大面积烧伤创面 小面积溃疡
大面积烧伤创面 烧伤创面;软组织伤
烧伤切痂创面 慢性溃疡 慢性溃疡 烧伤创面
组织工程皮肤的临床应用
Diabetic Ulcer
• 藻酸盐类敷料
• 水凝胶类敷料
敷料的结构
伤口的接触层
Perforated polyurethane film
Perforation
wenku.baidu.com
吸收层
Hydrocellular polyurethane
渗液吸收能力
毛细吸收作用
+
细胞内吸收
=
10 x 10 cm 可吸收
75 g渗液
保持渗液能力
适应症
压疮
VSD治疗适用范围？
急、慢性创面，复杂创面 褥疮 糖尿病足 慢性血管疾病溃疡 各种创伤后溃疡以及放疗、化疗后溃疡
（七）高压氧治疗技术
hyperbaric oxygen therapy, HBOT
一种特殊治疗手段,可明显 改善创伤组织供血,增强微循环 功能,促进创面愈合。但成本较 高、治疗过程较复杂。与负压 治疗有协同作用，可有效促进 创面组织血液循环。
tissue-engineered skin
normal skin
组织工程皮肤无法适用于面部及外露皮肤创面 救治，更不能满足那些欲借此美容患者需求； 由于组织工程产品含有活细胞，相关产品在生 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； 生产和使用成本居高不下，使得组织工程皮肤 的发展现状并不乐观。
促进细胞快速生长
对于临床创面损伤等治疗， 640+/-10nm为必选
光的临床应用
紫外光：光子能量大，用于杀菌 蓝光：治疗新生儿黄疸，美容（治疗痤疮） 黄光：美容（美白、减少黑色素） 红光：穿透深度深，促进伤口愈合、消炎、镇痛 红外光：热辐射效应，用于热疗
光电磁效应
光化学效应
光压强效应 光刺激效应
细胞 线粒体
细胞色素 氧化酶
CAT
光热效应
SOD
细胞有氧呼吸 功能增强
促进细胞 有丝分裂
细胞糖元 含量增加
增加白细胞 的吞噬作用
促进ATP 分解
促进DNA/RNA 及蛋白质合成
降低5-HT 的含量
血液 循环改善
促进肉芽 组织生长
促进 创面愈合
消炎
镇痛
衡量半导体光源的技术标准
光输出功率 光功率密度 有效*治疗面积 有效治疗深度
CL
mmol/ L
iCA
mmol/ L
Osm
mOsm /kg
88.9 4.57 72.7 0.19 183.9 81.7 5.32 67.0 0.32 170.5
正常皮肤发汗阳性
对照侧皮肤发汗阴性
MSCs治疗侧皮肤发汗阳性
术后3个月, MSCs 移植侧发汗实验继续阳性，面积比2个月时有扩大
正常皮肤发汗阳性
扩张创面血管，快速增加血流量，促进新生血管进入创面， 刺激肉芽组织生长
真空引流抑制细菌 生长，保持伤口湿 润环境。
负压引流降低组织 间的张力，增加血 流灌注。
负压的机械拉伸作 用促使细胞增生
VSD治疗的作用？
一定的负压作用于伤口，能够快速增加创面血管内血流量，促进新 生血管进入创面，刺激肉芽组织生长。同时充分的引流可减轻水肿、控 制感染，抑制细菌的生长，加速创面愈合，为手术修复创面创造条件。
40mW/C㎡
230mW/C㎡ * 有效治疗定义：临床与试验表明光功率密度≥40mW/c㎡，照射治疗具有实际意义
显著的治疗效果
2009.6.7 2009.6.10
2009.6.8 2009.6.13
08年10月盐城治疗情况
08年12月常规治疗时情况 09年1月7日光子治疗后
09年1月14日光子治疗后
神经支配
血液供应
汗液成分分析
代表性论文
Cell Tissue Res 2019; 326:725-736 (IF2.6) 正常
皮肤
Wound Rep Reg 2009; 17: 427-435(IF2.5)
治疗
Wound Rep Reg 2009; 17:A66
皮肤
Na
mmol/ L
K
mmol/ L
三、其他方面
电流增加伤口处的血液循环, 提供营养,加速代谢 产物排出,有利于伤口愈合。
（九）光子治疗技术
V08.1.1
光的生物特性
380
430
470
495
530 570 610
紫外
紫
蓝
波长 短
青
绿
黄橙
770
红
红外
长
高 能量
低
光是一种电磁波，具有波粒二象性特征
不同波长的光具有不同的临床治疗效果
610nm~770nm的生物特效为通过生物化学效应，
HBOT作用原理
使受损皮肤组织血氧含 量、血氧饱合度、血氧分压、 组织含氧量及弥散范围和毛 细血管的渗透压得到改善， 减少渗出，促进上皮细胞的 分裂和侧支循环的形成，从 而使创面修复加快。
（八）直流电治疗技术
(galvanic stimulation, GS)
直流电有加快皮肤伤口愈合的作用，特别是对难治 性的伤口或溃疡有明确的疗效。
分为以下几种类型： 高电压剌激 微直流电 低压电疗
GS影响伤口愈合的机制
一、刺激组织修复
直流电刺激对ATP产生和氨 基酸转运的影响最终导致蛋 白质合成增加。表现为伤口 处上皮增生加快,胶原合成增 加,伤口愈合随之加快。
二、杀菌作用
直流电可能通过选择性反应直接杀菌。pH的改变 和其他离子浓度的变化引起,导致主电极产生高活性。 此外,电流加快中性粒细胞的游走,促进吞噬作用。电 流还可能引起伤口周围组织的收缩,对细菌产生挤压。
组织工程皮肤的发展现状
与正常人皮肤极为相似，但 和正常皮肤仍有较大差距！
有一定临床疗效，但并不能 解决不能解决所有的临床皮肤 缺损问题！
组织工程皮肤发展中存在的问题
组织工程皮肤目前所具有的外形、韧性和机械性能明 显低于天然正常皮肤，没有毛囊、血管、汗腺以及黑色 素细胞等成分； 组织工程皮肤的屏障、免疫、物质交换及能量交换等 功能仍距正常皮肤有较大差距； 组织工程皮肤在临床应用存在移植失败等风险，目前 还不能解决所有的临床皮肤缺损问题；
严重创伤和创面组织 修复与再生新技术
付小兵
全军创伤修复重点实验室 解放军总医院 军医进修学院
一、创伤的危害
二、对创面治疗的需求
二、创面治疗技术
（一）清创术(Debridement)
外科清创 机械清创 湿到干纱布清创 化学清创 酶学清创 高压冲洗 自体清创 生物学清创
酶学清创
生物清创
（二）基因工程产品促进创面修复
问题：病人的皮肤不能出汗， 还不是真正意义上的治愈，生
活质量受到严重影响!!!
如何诱导汗腺再生？
小面积浅度烧伤：自然修复 大面积深度烧伤：难以修复 组织工程人工皮：没有汗腺 干细胞移植技术：希望之一 其它技术与方法：探索之中
在国际上首先实现人体再生汗腺获得成功,通 过发育、神经、血管支配、汗液分析等指标 检测,证明再生汗腺具有正常的发汗功能
“人造皮肤”
组织工程皮肤的发展历史
2019年3月，世界上第一个 组织工程产品——“组织工 程皮肤”由FDA批准上市。
2019年11月，我国第一个同 类组织工程皮肤产品获得 SDFA颁发的注册证书，但 在产品工艺、产业化和应用 上并未获得突破。
FDA批准上市的主要组织工程皮肤产品
商品名
临床应用
表皮
09年1月19日光子治疗后
09年2月20日康复
（十）中医治疗技术
• 早期：活血止痛、减少渗出、保护创面、 调节伤区微循环、抑制瘀滞区组织的进行 性坏死 ；
• 中期：清热解毒、祛腐排脓、通畅引流； • 后期：祛腐生肌，促使创面组织修复、促
进愈合。
Thanks
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docin/sanshengshiyuan doc88/sanshenglu
对照侧皮肤发汗阴性
MSCs治疗侧皮肤发汗阳性
移植手术后2个月, MSCs 移植侧发汗实验阳性，证明移植的MSCs不仅
再生了汗腺，而且还有分泌汗液的功能
典型病例2年以上随访确证再生汗腺具有持续 和稳定的发汗功能
对照创面1 年
治疗后创面1年
对照创面2 年 对照侧皮肤发汗阴性
治疗后创面2年
MSCs治疗侧皮肤发汗阳性
（三）敷料与创面修复
传统的干性纱布的优缺点
湿润性愈合环境的优点
• 保持湿润，利于坏死组织和纤维蛋白溶 解
• 保持、促进多种生物活性因子的释放 • 加速肉芽组织的形成 • 不增加伤口感染的危险 • 减轻疼痛 • 敷料不与新生肉芽组织粘连，避免更换
敷料时的再次机械性损伤
能创造湿性愈合环境的敷料
• 水胶体类敷料 • 泡膜类敷料
下肢静脉溃疡
供皮区
使用方法
固定敷料
绷带固定
网套固定
贴膜固定
更换敷料
围绕伤口轮廓吸收渗液
（四）组织工程技术与再生
组织工程皮肤是发展最快的产品之一
利用工程学和细胞生物 学的原理和方法，在体 外人工研制的皮肤代用 品，用来修复、替代缺 损的皮肤组织，在一定 程度上改善了传统治疗 措施的不足，显示了良 好的应用前景。
（五）干细胞与汗腺再生
老一代科学家的奋斗使中国 严重烧伤的救治成功率达到 98%以上
代表性论文 Ageing Res Rev 2009; 8: 244-249 (IF6.4) Wound Rep Reg 2009; 17: 427-435(IF2.5) Cell Tissue Res 2009; 335: 317-321(IF2.6) J Surg Res 2019; 136: 204-208 (IF1.8)
4
11.20 13.22
2
healed unhealed
Dr. Xiaobing Fu, et al. The Lancet 2019; 352(21): 1661-1664 Dr. Xiaobing Fu, et al. Chin Med J 2000; 113(4): 367-371 Dr. Xiaobing Fu, et al. Chin Med J 2019; 115(3): 331-335
生长因子？
自然界 人类
动物
生长因子加速急慢性创面愈合 的多中心临床试验结果
Groups
II- II+ Granulation wound Donor site Chronic wounds
Treatment 10.07 16.85
Control 12.26 20.00
Days
2
3
22.37 27.38
MSCs 移植侧发汗实验继续阳性，发汗面积保持稳定
（六）封闭负压引流技术
（vacuum sealing drainage，VSD）
利用负压吸引装置与特殊创面敷料连接,间歇地或持 续地在创面处产生低于大气压的压力,促进创面愈合的新 颖的、日趋成熟的治疗方法。
VSD作用原理
吸取创面的分泌物、消除组织水肿，真空负压状态能抑制 细菌生长，有效控制感染。
新一代组织工程皮肤的发展方向 ——功能化+仿生化+临床化
在解决种子细胞在体内的增殖和转归等相关理论问题的基础 上，建立与正常人体皮肤结构和功能相近的组织工程皮肤； 临床使用简便、安全、有效，能够快速封闭皮肤创面缺损， 加速创面愈合；
具有正常皮肤的附属器官，具有正常的色泽，能 分泌汗液和生长毛发； 可以促进皮肤移植后的快速血管化，提高移植成 功率。
Epicel EpiDex
Integra
真皮
Alloderm TransCyte
复合皮
Dermagraft
Apligraf (Graftskin)
OrCel
大面积烧伤创面 小面积溃疡
大面积烧伤创面 烧伤创面;软组织伤
烧伤切痂创面 慢性溃疡 慢性溃疡 烧伤创面
组织工程皮肤的临床应用
Diabetic Ulcer
• 藻酸盐类敷料
• 水凝胶类敷料
敷料的结构
伤口的接触层
Perforated polyurethane film
Perforation
wenku.baidu.com
吸收层
Hydrocellular polyurethane
渗液吸收能力
毛细吸收作用
+
细胞内吸收
=
10 x 10 cm 可吸收
75 g渗液
保持渗液能力
适应症
压疮
VSD治疗适用范围？
急、慢性创面，复杂创面 褥疮 糖尿病足 慢性血管疾病溃疡 各种创伤后溃疡以及放疗、化疗后溃疡
（七）高压氧治疗技术
hyperbaric oxygen therapy, HBOT
一种特殊治疗手段,可明显 改善创伤组织供血,增强微循环 功能,促进创面愈合。但成本较 高、治疗过程较复杂。与负压 治疗有协同作用，可有效促进 创面组织血液循环。
tissue-engineered skin
normal skin
组织工程皮肤无法适用于面部及外露皮肤创面 救治，更不能满足那些欲借此美容患者需求； 由于组织工程产品含有活细胞，相关产品在生 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； 生产和使用成本居高不下，使得组织工程皮肤 的发展现状并不乐观。
促进细胞快速生长
对于临床创面损伤等治疗， 640+/-10nm为必选
光的临床应用
紫外光：光子能量大，用于杀菌 蓝光：治疗新生儿黄疸，美容（治疗痤疮） 黄光：美容（美白、减少黑色素） 红光：穿透深度深，促进伤口愈合、消炎、镇痛 红外光：热辐射效应，用于热疗
光电磁效应
光化学效应
光压强效应 光刺激效应
细胞 线粒体
细胞色素 氧化酶
CAT
光热效应
SOD
细胞有氧呼吸 功能增强
促进细胞 有丝分裂
细胞糖元 含量增加
增加白细胞 的吞噬作用
促进ATP 分解
促进DNA/RNA 及蛋白质合成
降低5-HT 的含量
血液 循环改善
促进肉芽 组织生长
促进 创面愈合
消炎
镇痛
衡量半导体光源的技术标准
光输出功率 光功率密度 有效*治疗面积 有效治疗深度
CL
mmol/ L
iCA
mmol/ L
Osm
mOsm /kg
88.9 4.57 72.7 0.19 183.9 81.7 5.32 67.0 0.32 170.5
正常皮肤发汗阳性
对照侧皮肤发汗阴性
MSCs治疗侧皮肤发汗阳性
术后3个月, MSCs 移植侧发汗实验继续阳性，面积比2个月时有扩大
正常皮肤发汗阳性
扩张创面血管，快速增加血流量，促进新生血管进入创面， 刺激肉芽组织生长
真空引流抑制细菌 生长，保持伤口湿 润环境。
负压引流降低组织 间的张力，增加血 流灌注。
负压的机械拉伸作 用促使细胞增生
VSD治疗的作用？
一定的负压作用于伤口，能够快速增加创面血管内血流量，促进新 生血管进入创面，刺激肉芽组织生长。同时充分的引流可减轻水肿、控 制感染，抑制细菌的生长，加速创面愈合，为手术修复创面创造条件。
40mW/C㎡
230mW/C㎡ * 有效治疗定义：临床与试验表明光功率密度≥40mW/c㎡，照射治疗具有实际意义
显著的治疗效果
2009.6.7 2009.6.10
2009.6.8 2009.6.13
08年10月盐城治疗情况
08年12月常规治疗时情况 09年1月7日光子治疗后
09年1月14日光子治疗后
神经支配
血液供应
汗液成分分析
代表性论文
Cell Tissue Res 2019; 326:725-736 (IF2.6) 正常
皮肤
Wound Rep Reg 2009; 17: 427-435(IF2.5)
治疗
Wound Rep Reg 2009; 17:A66
皮肤
Na
mmol/ L
K
mmol/ L
三、其他方面
电流增加伤口处的血液循环, 提供营养,加速代谢 产物排出,有利于伤口愈合。
（九）光子治疗技术
V08.1.1
光的生物特性
380
430
470
495
530 570 610
紫外
紫
蓝
波长 短
青
绿
黄橙
770
红
红外
长
高 能量
低
光是一种电磁波，具有波粒二象性特征
不同波长的光具有不同的临床治疗效果
610nm~770nm的生物特效为通过生物化学效应，
HBOT作用原理
使受损皮肤组织血氧含 量、血氧饱合度、血氧分压、 组织含氧量及弥散范围和毛 细血管的渗透压得到改善， 减少渗出，促进上皮细胞的 分裂和侧支循环的形成，从 而使创面修复加快。
（八）直流电治疗技术
(galvanic stimulation, GS)
直流电有加快皮肤伤口愈合的作用，特别是对难治 性的伤口或溃疡有明确的疗效。
分为以下几种类型： 高电压剌激 微直流电 低压电疗
GS影响伤口愈合的机制
一、刺激组织修复
直流电刺激对ATP产生和氨 基酸转运的影响最终导致蛋 白质合成增加。表现为伤口 处上皮增生加快,胶原合成增 加,伤口愈合随之加快。
二、杀菌作用
直流电可能通过选择性反应直接杀菌。pH的改变 和其他离子浓度的变化引起,导致主电极产生高活性。 此外,电流加快中性粒细胞的游走,促进吞噬作用。电 流还可能引起伤口周围组织的收缩,对细菌产生挤压。