组织工程皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
透系数,与新生儿包皮的渗透系数相近;该共培养物代谢睾 69
酮的能力与新生儿包皮亦类似,认为这种体外皮肤模型可 以用于研究药物的经皮渗透特性和代谢。Asbill 等[19 ]以 咖啡因、氢化可的松、他莫昔芬为模型药物研究了体外复合 皮肤替代物的渗透特性,结果表明,复合皮肤替代物比无毛 鼠皮肤及表皮替代物更适于体外药物皮肤渗透特性的研 究。徐燕丰等[20 ]以酮洛芬及其异丙酯为模型药物研究了以 HaCaT 构建的组织工程皮肤的渗透作用,结果表明 HaCaT 细胞在气 - 液界面培养条件下可形成多层分化不完全的表 皮层,保留了一定的酶活性,可用于药物的经皮渗透和代谢 等研究。 3 展望
经皮吸收制剂的研究和开发是现代药剂学研究的重要 内容,一般以离体动物皮肤作为评价药物经皮渗透的模型, 但人体皮肤与动物皮肤毕竟相差太大。近年来,随着生命科 学、材料科学以及诸多相关学科的飞速发展,构建一种功能 和结构近乎正常人体皮肤的组织工程化皮肤已不再是梦 想,目前能够用于经皮吸收研究的组织工程化皮肤通常要 求它们具有很好的模拟天然皮肤的角质层屏障和代谢活性 的特征。 2.1 离体动物皮肤的应用 杨飞等[11 ]采用 TYJ-6A 型透 皮扩散实验仪,用小鼠腹部皮肤进行体外经皮渗透实验,测 得秋水仙碱醇质体的经皮渗透速率为 6.54 μg/(cm·2 h)。李 宁等[12 ]采用改进的 Franz 扩散池,用大鼠腹部皮肤来研究 氟比洛芬微乳的透皮速率。方亮等[13 ]以自制双室水平扩散 池和离体鼠皮进行体外渗透实验,采用 HPLC 法同时测定盐 酸小檗碱和黄芩苷的皮内含量。 2.2 组织工程皮肤的应用 2.2.1 表皮替代物的应用 Zghoul 等[14 ]采用 Franz 扩 散池考察羊毛脂软膏和磷酸盐缓冲液中氟芬那酸经表皮替 代物的渗透特性,缓冲液中药物的渗透速率比软膏中药物 的渗透速率高 40 倍;药物经表皮替代物的渗透速率比经人 表皮的渗透速率高 5 倍,但不同批次表皮替代物之间的药
1991 年 Copper 等[3 ]在 PGA 两种可吸收缝线制成的网 架上接种从新生儿包皮中获取的成纤维细胞,成纤维细胞 增殖并分泌多种基质蛋白,如胶原纤维连接蛋白、细胞外基 质等,形成由成纤维细胞、细胞外基质和可降解材料构成的 人工真皮。Chen 等[4 ]在 PLA/PGA 共聚物和胶原材料制成的 混合网架上,接种成纤维细胞,再将其植入裸鼠后背,2 周 后形成真皮组织,其成纤维细胞的接种效率、分布和生长状 态要明显优于单纯的 PLA/PGA 共聚物材料。Bell 等用醋酸 提取水溶性胶原并与成纤维细胞按一定比例混匀制成一种 薄的真皮,在此真皮上培养出复层表皮,其移植成活率较单 纯培养表皮要高,而创面收缩率明显降低。目前国外采用 较多的是以牛跟腱提纯的胶原和从鲨鱼软骨中提取的 6- 硫酸软骨素交联制成真皮,与医用级硅胶膜组合成 Inte- gra[5 ],其移植后机体血管内皮细胞、成纤维细胞可长入真 皮内,形成具有与真皮相似三维结构的新生真皮。数周后 人工真皮完全被新生真皮结构所取代,创面获得永久覆盖。 真皮替代物的研制在某些方面弥补了表皮替代物的缺点, 为复合皮肤的体外构建提供了现实指导意义。 1.3 复合皮肤的构建 复合皮肤替代物就是指表皮与真 皮替代物构建的接近正常皮肤结构的一种皮肤替代物。构 建完整的皮肤不仅可恢复皮肤的功能和外观,而且表皮和 真皮基质成分相互影响的机制可促进彼此的分化及创面愈 合。
2010 年第 23 卷第 5 期 Gansu Journal of TCM, 2010 Vol.23 No.5
1.3.1 以天然真皮替代物构建的组织工程皮肤 刘德伍 等[6 ]用无血清培养人原表皮细胞,接种于经桂枝汤浸泡的 异种真皮,进行复合移植,结果表明,人表皮细胞和经桂枝 汤浸泡的异种真皮复合移植可以作为一种新的皮肤代用 品。易先锋等[7 ]采用脱细胞猪真皮基质为支架材料,其上 接种表皮细胞构建组织工程皮肤,实验表明能在体外构建 具有表皮和真皮的复合皮肤,但这种皮肤能否作为一种临 床有效皮肤还需进一步证实。 1.3.2 以人工合成真皮替代物构建的组织工程皮肤 1981 年 Bell 等将表皮膜片与新生儿包皮细胞和真皮成纤维细 胞在凝胶中生长形成的真皮相结合形成复合皮移植并获得 成功。1997 年经 FDA 批准上市的 Apligraf 是目前最成熟 的既含有表皮层又含有真皮层的组织工程复合皮,其细胞 成分均来源于新生儿包皮,采用异体成纤维细胞接种于牛 胶原凝胶中形成细胞胶原凝胶,1 周后接种角质形成细胞, 浸没培养 4 天,角质化细胞融合成片,然后进行气液界面培 养 1~2 周,即为产品 Apligraf。国内金岩等[8 ]用免疫原性 较低的胎儿皮肤作为细胞来源,牛Ⅰ型胶原为支架构建成 人组织工程 Activskin,其具有较薄的表皮层和较厚的真 皮层,是一种良好的生物活性皮肤替代物,可用来修复全层 皮肤缺损。高学军等[9 ]制备胶原凝胶作为组织工程支架材 料,在成功构建人真皮的基础上,种植表皮细胞,构建人工 复合皮肤。孙文娟等[10 ]制备凝胶和胶原海绵两种组织工程 支架,作为真皮支架,在其上接种角朊细胞,成功构建了人 工复合皮肤。目前,组织工程复合皮肤作为一种新型的创面 覆盖物,在创造良好的愈合环境,缩短创面愈合时间上已被 广泛认可。 2 组织工程皮以作为一种研究局部 用药物透皮转运的模型。Boelsma 等[15 ]采用微透析技术研 究了贴片中烟酸甲酯透过离体人皮肤、重建表皮及在体人 皮肤的渗透特性。Zellmer 等[16 ]用重建表皮研究脂质体与 皮肤的相互作用,重建表皮由人角朊细胞培养而成,气 - 液 界面培养 1 周后产生类似于天然人表皮的角化层。脂质体 分别由磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰丝氨酸(PS)及人角质层脂 质(hSCL)制成,平均粒径 50nm;将这些脂质体加在重建表 皮的上面,考察它们透过重建表皮的渗透速率,结果分别为 1.38、0.55 和 0.013 μg/(cm2·h)。 2.2.2 复合皮肤替代物的应用 Kubota 等[17 ]研究了倍 他米松 -17- 戊酸酯在活性皮肤替代物(LSE)中的渗透与代谢 特性。LSE 由人表皮细胞和成纤维细胞培养而成,含角质层、 活性表皮及真皮,但缺乏皮肤附属器。倍他米松 -17- 戊酸酯、 倍他米松 -21- 戊酸酯及倍他米松以硅酮压敏胶贴片形式 给药;用倍他米松时,接受介质未检测出代谢物;用倍他米 松 -2-12 戊酸酯时,接受介质中只检测到倍他米松,未检测 到倍他米松 -21- 戊酸酯;用倍他米松 -17- 戊酸酯时,透过 药物的大部分仍以倍他米松 -17- 戊酸酯形式存在,说明其 在皮肤中代谢较少,LSE 可以作为研究皮肤渗透与代谢的 模型。Slivka 等[18 ]将成纤维细胞接种于尼龙网上,生长 4 周,形成真皮样基质,然后将角朊细胞接种在该真皮模型 上,进行气 - 液界面共培养,形成带有角质层的分化表皮; 采用 Franz 和水平式扩散池测定水等在此共培养物中的渗
atinocyres on type I collagen membranes to recon- stitute the ep idermis[J].Tissue Eng,2000,6(1):53. [2] Wainw right D,M adden M,Luterman A,et al.Clinicale valuation of an acellular allograft dermal mat rix- infull-thickness burn[J].J Burn Care Rehabil,1996,
2010 年第 23 卷第 5 期 Gansu Journal of TCM, 2010 Vol.23 No.5
68 肤缺损创面愈合、提高创面修复质量的新途径。
1 组织工程皮肤的构建 1.1 表皮替代物的研究 1975 年 Rheinwald 等利用照射 处理过的 3T3 成纤维细胞作为滋养层,培养人表皮细胞获 得成功。1981 年 O’Conner 首次应用此方法在体外培养出 适于移植的自体表皮细胞膜片,经长时间临床观察,发现表 皮细胞膜片脆性大,移植成功率低,而且抗感染能力差,移 植后表皮不耐摩擦,容易出现水疱、易收缩、易结痂收缩,与 创面结合不稳固。之后人们意识到需在膜片下增加支持物, 可以解决临床上一定厚度、柔韧性和可操作性的要求 。 Horch 等[1 ]将角质化细胞接种在胶原膜上,几天后细胞融 合成单层时即进行移植,与常规做法相反,表皮细胞转向创 面,表面胶原膜、角质化细胞在移植区内继续增殖,此法缩 短了创面愈合周期,也减少了角质化细胞的体外培养时间。 同时第二军医大学焦向阳等将人表皮细胞接种到生物膜 上,在体外构建了一种新的表皮替代物———表皮细胞生物 膜移植物。这些研究都为组织工程皮肤的构建奠定了基础。 1.2 真皮替代物的研究 真皮替代物在皮肤重建过程中 具有重要作用,是在表皮替代物的研制与临床应用上发展 起来的,真皮可增加创面愈合后的皮肤弹性、柔软性及机械 耐磨性,减少瘢痕增生。真皮替代物可基本分为 2 大类,即 天然真皮与人工合成真皮。 1.2.1 天然真皮替代物 天然真皮替代物具有完整的胶 原三维结构,生物相容性好,在组织成分上与自体皮肤最接 近,在皮肤重建中具有较高的应用价值。
目前表皮细胞培养和移植技术已经取得长足进步,真 皮支架的研究也有了一定进展,随着皮肤组织工程学的发 展,组织工程化皮肤已经初步应用于药剂学,但由于与传统 意义上的离体皮肤相比成本较高,还没有大规模用于实验 研究。与此同时,组织工程皮肤的临床应用还需进一步研 究,要实际解决大面积皮肤缺损创面覆盖的临床问题,仍需 生物学、工程材料学和临床多学科的携手努力。 参考文献 [1] Horch RE,Debus M,Wagner G,et al.Cuitured human ker-
2010 年第 23 卷第 5 期 Gansu Journal of TCM, 2010 Vol.23 No.5
!"
!!!!!!!!"
·文 献 综 述 ·
!!!!!!!!"
!"
组织工程皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用
刘晓丽,王丽峰,王 阳△ 天津中医药大学中药学院,天津 300193
摘 要 查阅了近 20 年来的文献,就组织工程皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用进行了综述,提出体外培 养细胞构建组织工程皮肤成为促进皮肤缺损创面愈合、提高创面修复质量的新途径。
关键词 组织工程;皮肤,人工;细胞培养技术;皮肤吸收 中图分类号:R9- 39 文献标识码:A 文章编号:1004- 6852( 2010) 05- 0068- 03
皮肤作为人体最大的组织,是与外界环境接触的屏障, 具有保护、分泌、代谢和感觉等重要功能。当外界损伤或疾 病等原因造成皮肤缺损时,其危害可以是轻微的,也可以是 致命的。近年来随着经皮吸收制剂的研究和发展,组织工程 皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用成为研究的热点。人 们通常采用动物(鼠、猪等)皮肤或人尸体皮肤在体外进行 渗透和代谢研究,但它们与健康人皮肤的结构、生理等存在 较大差异,而体外培养细胞构建组织工程皮肤成为促进皮
天然真皮替代物应用最多的是脱细胞真皮。脱细胞真
皮是将经酶消化、高渗盐浸泡处理的异体(种)皮,去除表皮 层和真皮内的细胞成分,保留完整的胶原纤维及基底膜等 细胞外间质成分。脱细胞真皮具有低抗原性、诱导成纤维细 胞长入、引导表皮细胞生长,不容易被降解,抗感染能力强 的特性。代表产品有美国 Lifecell 开发的 Alloderm[2 ]。研 究结果表明,来源于猪皮的异种无细胞真皮可能具有更广 泛的应用前景。 1.2.2 人工合成真皮替代物 人工真皮系采用各种材料 制成的真皮基质,与天然替代物相比其组成成分及胶联物 质可改变,以增加对胶原酶的耐受性,且可大量生产,长期 贮存。人工真皮的开发亦成为皮肤组织学中的热点。
相关文档
最新文档