组织工程皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用
组织工程在皮肤科的应用
组织工程在皮肤科的应用一、引言组织工程,作为一种新兴的生物工程技术,通过模仿天然组织的结构和功能,构建具有生物活性的组织,为临床治疗和皮肤修复提供了全新的解决方案。
随着科技进步和研究的深入,组织工程在皮肤科领域的应用日益广泛,为皮肤疾病的治疗和皮肤损伤的修复带来了革命性的突破。
本文将深入探讨组织工程的基本原理,其在皮肤科的应用实例,以及未来的展望与挑战。
二、组织工程的基本原理组织工程的核心原理是利用细胞、生物材料和生长因子等基本要素,在体外构建具有一定形态和功能的组织。
首先,选取适宜的种子细胞,如皮肤成纤维细胞或角质形成细胞,这些细胞在适当的条件下能够增殖并形成新的组织。
其次,选择合适的生物材料作为支架,为细胞提供三维生长空间。
支架的材质和结构设计对于组织的生长和发育至关重要。
最后,通过添加适当的生长因子等生物活性物质,调控细胞的生长和分化,促进组织的形成。
三、组织工程在皮肤科的应用实例组织工程在皮肤科的应用主要集中在皮肤损伤修复、皮肤疾病治疗以及皮肤美容等领域。
1.皮肤损伤修复:烧伤、创伤、溃疡等皮肤损伤是皮肤科常见的临床问题。
组织工程皮肤作为一种理想的修复材料,已在临床试验中显示出显著的治疗效果。
组织工程皮肤由皮肤细胞和生物材料支架构成,具有与天然皮肤相似的结构和功能。
这种人工皮肤可用于覆盖伤口,促进皮肤再生和修复。
2.皮肤疾病治疗:组织工程还可以应用于治疗各种皮肤疾病,如皮肤肿瘤、银屑病、白癜风等。
例如,利用组织工程技术构建的肿瘤模型可用于药物筛选和疗效评估,为肿瘤治疗提供更精确的方案。
对于银屑病等炎症性皮肤病,组织工程皮肤可用于移植健康的皮肤到病变区域,缓解症状并促进疾病的恢复。
3.皮肤美容:随着人们对美的追求不断提高,组织工程技术在皮肤美容领域的应用也逐渐增多。
例如,利用组织工程构建的人工皮肤可以用于填充皱纹和疤痕,改善皮肤质地和外观。
此外,组织工程还可用于生产具有特定功能的皮肤替代品,如防水、防晒或具有抗菌性能的皮肤。
组织工程在皮肤再生中的研究
组织工程在皮肤再生中的研究皮肤,作为人体最大的器官,具有保护身体、调节体温、感知外界等重要功能。
然而,由于烧伤、创伤、慢性疾病等原因,皮肤受损的情况屡见不鲜。
传统的治疗方法如自体皮肤移植、异体皮肤移植等虽然在一定程度上能够修复皮肤损伤,但也存在着诸多局限性,如供体不足、免疫排斥反应等。
组织工程的出现为皮肤再生带来了新的希望,成为了生物医学领域的研究热点之一。
组织工程是一门综合了生物学、工程学和医学的交叉学科,其目的是构建具有生物活性和功能的组织或器官替代物,以修复或重建受损的组织和器官。
在皮肤再生方面,组织工程主要通过三个关键要素来实现:细胞、支架材料和生物活性因子。
细胞是皮肤组织工程的基础。
在皮肤再生中,常用的细胞类型包括角质形成细胞、成纤维细胞和黑素细胞等。
角质形成细胞是表皮的主要细胞类型,负责形成皮肤的屏障功能;成纤维细胞则主要存在于真皮层,能够合成胶原蛋白、弹性纤维等细胞外基质成分,为皮肤提供支撑和弹性;黑素细胞则能够产生黑色素,决定皮肤的颜色。
为了获得足够数量的细胞用于皮肤再生,细胞培养技术是必不可少的。
通过体外培养和扩增,可以获得大量的具有特定功能的细胞。
支架材料在皮肤组织工程中起着重要的支撑和引导作用。
理想的支架材料应具有良好的生物相容性、可降解性、合适的孔隙结构和机械性能。
目前,常用的支架材料包括天然材料和合成材料两大类。
天然材料如胶原蛋白、壳聚糖、透明质酸等,具有良好的生物相容性和生物活性,但机械性能往往较差;合成材料如聚乳酸、聚乙醇酸等,具有较好的机械性能和可调控性,但生物相容性相对较差。
为了克服单一材料的局限性,研究人员常常将天然材料和合成材料结合起来,制备出性能更加优越的复合支架材料。
生物活性因子在皮肤再生过程中能够调节细胞的增殖、分化和迁移,促进组织的修复和重建。
常见的生物活性因子如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子等,在皮肤再生中发挥着重要的作用。
通过将生物活性因子加载到支架材料中,可以实现其在局部的缓慢释放,从而持续地发挥作用。
组织工程技术在人工皮肤中的应用研究
组织工程技术在人工皮肤中的应用研究近年来,随着生物医学技术的快速发展,人工皮肤的研究与开发成为了热门话题之一。
其中,组织工程技术在人工皮肤中的应用研究更是备受关注。
本文将针对该主题进行探究和分析,探讨组织工程技术是如何应用于人工皮肤的制造过程中,以及其在改善治疗效果等方面的贡献。
一、组织工程技术是如何应用于人工皮肤的制造过程中?组织工程技术,也称为组织构建技术,是指以细胞为基础,利用生物材料为支架架构形成三维的细胞规模结构的技术。
在人工皮肤的制造中,组织工程技术被用于制作基础结构,即带有细胞的人工皮肤。
具体而言,包括以下几步:1. 细胞种植:在生物材料上种植人类皮肤细胞,例如角质细胞、成纤维细胞、基底细胞等。
2. 生长:细胞在生物材料上生长繁殖,形成人工皮肤的组织学结构。
3. 不断更新:不断为人工皮肤提供新陈代谢所需要的养分,以保持组织构建质量。
其中,组织工程技术在人工皮肤的制造中,扮演了至关重要的角色。
它不仅能够更加精确地模拟人类皮肤的组织器官结构和功能,帮助医生更好地治疗皮肤疾病,还能够减轻皮肤缺损带来的痛苦,提高治疗效果。
二、组织工程技术在人工皮肤治疗中的贡献在人工皮肤的治疗方面,组织工程技术的应用也很广泛。
以下是对几种部分疗法的介绍:1. 烧烫伤所致表皮层破损的治疗利用组织工程技术,制造出当下可观察区域最大的带有之上和下部结构的表皮组织肠。
通过去除人工皮肤后,确保其中介绍的表皮层在人类体表的发布位置。
2. 压力疮的治疗利用组织工程技术,制造出类似于生物的结构与功能的人工皮肤,用于压力疮治疗上。
组织工程技术可以更好地模拟人类皮肤的组织器官结构和功能,有助于治疗和修复脆弱皮肤,改善其受压情况,以各种方式减轻压头的压力,达到治疗效果。
3. 慢性创面的疗法组织工程技术可以更加精确地模拟人体皮肤的结构和功能,因此可以用于慢性创面的治疗。
通过使用人工皮肤,不仅可以促进愈合,而且可以有效地预防感染。
4. 皮肤瘢痕的治疗组织工程技术通过利用人工皮肤来修复皮肤瘢痕。
组织工程技术在医学中的应用
组织工程技术在医学中的应用随着科技的发展,组织工程技术在医学领域中的应用越来越受到人们的重视。
组织工程技术是一种以生物材料为基础,利用生物学、医学、材料学等多领域的知识和技术,通过体内或体外培养细胞,再结合支架、生物粘合剂等辅助工具,重建、修复、再生组织器官的一种技术。
目前,组织工程技术已经应用于多个医学领域,比如皮肤、骨骼、心脏、肝脏等。
一、皮肤组织工程技术在伤口修复中的应用在皮肤组织工程技术的应用中,主要是通过体外培养皮肤细胞,再将其移植到患者的伤口上,以达到快速修复皮肤的效果。
这种技术被广泛应用于烧伤、创伤等各种类型的伤口修复中。
二、骨骼组织工程技术在骨折修复中的应用骨骼组织工程技术主要是通过体外培养骨细胞,再将其移植到患者的骨折部位上,以达到修复骨骼的效果。
这种技术被广泛应用于骨折、关节炎等骨骼疾病中。
三、心脏组织工程技术在心脏修复中的应用心脏组织工程技术主要是通过体外培养心脏细胞,再将其移植到患者的心脏上,以达到修复心脏的效果。
目前,这种技术被广泛应用于心肌梗死等心脏疾病的治疗中。
四、肝脏组织工程技术在肝脏修复中的应用肝脏组织工程技术主要是通过体外培养肝细胞,再将其移植到患者的肝脏上,以达到修复肝脏的效果。
目前,这种技术被广泛应用于肝脏癌症等肝脏疾病的治疗中。
五、组织工程技术的优势和局限组织工程技术可以快速、有效地修复、再生组织器官,让患者更快、更全面地恢复健康。
这种技术还可以避免或减少传统手术的风险和并发症。
然而,组织工程技术也有其局限性,比如技术成本高、工艺复杂、效果难以预测等。
此外,还需要进一步研究和探索,以实现其在更广泛的医学应用中的可行性和有效性。
结语组织工程技术在医学领域中具有广泛的应用前景和深远的意义。
未来,我们需要不断探索和研究,在技术优化和进一步发展的基础上,让组织工程技术更好地为人类健康服务。
皮肤组织工程学的研究与应用
皮肤组织工程学的研究与应用一、引言皮肤组织工程学是关于皮肤再生、修复和再生的研究领域。
它以原生皮肤为模板,利用基因和细胞工程技术构建人工皮肤组织,促进人体皮肤伤口的愈合和病变的治疗。
近年来,随着科学技术的发展和人类生活水平的提高,皮肤组织工程学在组织工程领域中逐渐成为一个独立的研究领域。
本文旨在对皮肤组织工程学的研究和应用进行介绍和探讨。
二、皮肤组织工程学的基本理论皮肤组织工程学基于组织工程学、生物学和材料科学等学科理论研究。
其基本理论包括三个方面:1.细胞工程和材料工程学理论组织工程学的核心理论之一是细胞工程学。
细胞工程学研究的是利用体外培养的细胞作为起源,在合适的环境中,通过种种手段促进其增殖和分化,构建人工组织和人工器官的过程。
在皮肤组织工程学中,细胞和材料的选择是关键因素。
目前,干细胞和成体细胞的再生技术还不能满足需要,因此皮肤组织工程学目前主要以成纤维细胞、角质细胞等表皮细胞为研究对象,经过细胞培养、分化、组织工程、生物降解、自愈合和生物学性能评价等多个环节构建人工皮肤。
2.组织工程学理论组织工程学理论是指利用细胞、材料和生物技术等手段,再生、重建和修复人体组织和器官的一种理论体系。
当皮肤遭受创伤后,通过细胞的移植和生物材料的使用,可以促进皮肤组织的修复和再生。
3.材料科学理论皮肤组织工程学使用的材料包括支架材料、材料复合体、生物材料和人工材料。
材料科学理论应用是规范和把握这些材料的性能及其对皮肤组织再生的促进作用,对皮肤组织工程学的技术发展和研究具有十分重要的意义。
三、皮肤组织工程学的主要应用皮肤组织工程学是一个专业的研究领域,其应用主要体现在以下几个方面:1.美容及皮肤病治疗利用组织工程技术制造新的皮肤可用于治疗皮肤创伤、晒伤、慢性溃疡、烧伤等皮肤病。
目前,纯化皮肤干细胞并运用皮肤组织工程技术,实现了精准分化,制备了具有与自然皮肤相似结构和功能的人工皮肤。
相比于传统的稀疏的人工皮肤,这些新的人工皮肤对外伤和疾病的治疗可有效且快速。
组织工程技术在皮肤修复中的应用及其相关分子机制分析
组织工程技术在皮肤修复中的应用及其相关分子机制分析皮肤是人体最大的器官,也是最容易受到外界刺激损伤的器官。
而随着科技的不断进步,组织工程技术已经成为了一种新型的皮肤修复方法。
本文将就组织工程技术在皮肤修复中的应用及其相关分子机制进行深入的研究与分析。
一、组织工程技术的定义组织工程学是一门交叉学科,其目标是通过生物、材料和工程学手段重新构建组织或器官,促进受损组织的再生和修复。
具体的操作过程即是在细胞、材料和生物学辅助支架的帮助下,让细胞重新生长、成熟、进化,形成新的组织结构,最终实现组织的修复和再生。
二、组织工程技术在皮肤修复中的应用皮肤是组织工程学研究的重点之一,因为皮肤是最易损伤的器官。
组织工程技术有望成为一种有效修复皮肤的方法。
比如,如果一个人的皮肤受到了损伤,那么可以通过组织工程技术使用细胞和支架等生物学材料重新构建皮肤组织结构。
这种方法可以大幅度缩短恢复时间,并可以联合使用皮肤移植等方法,使得最终皮肤的再生和修复效果得到最大化。
目前,一些国际研究机构已经在对组织工程技术在皮肤修复中的应用方面进行了很多研究。
例如,日本的研究机构就是在使用组织工程技术重新修复了一名烧伤患者的皮肤组织。
这个患者原本因身体接触高热煤气而严重烧伤。
基于组织工程技术,研究人员利用 stem cell 进行皮肤细胞培养,然后将这些皮肤细胞种植到支架中。
该病人的烧伤区域最终得到了很好地恢复。
三、组织工程技术在皮肤修复中的相关分子机制分析1. 组织重构与皮肤再生皮肤受损后,组织工程技术方法的基本原则之一是重构皮肤组织。
理论上,只要在皮肤损伤的区域中培养出适当的细胞,并且以适当的方式生长和分化,最终便可以着手修复、重建受损的皮肤组织。
2. 多种生长因子的供应组织工程学方法的另一个主要机制是供应外部细胞所需的生长因素和导向性的生长因素。
例如,布美切塔次单位使用了血管生长因子、表皮生长因子、角质细胞生长因子和血液凝块等生长因子,使细胞重构新的组织,并慢慢恢复皮肤功能。
组织工程皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用
天津中医药大学中药学院 , 天津 309 013
摘 要 查阅了近 2 0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 , 出体 外培 提
养细胞构建组织工程皮肤成 为促进皮肤缺损创 面愈合、 高 面修复质量的新途径 。 提 创
关键词 组织工程 ; 皮肤 , 人工; 细胞培养技术 ; 皮肤吸收
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、分为 2 大类 , 即 天然真皮与人工合成真皮。 12 1 天然真皮替代物 .. 天 然真皮替代物具有完整 的胶
1 组 织 工 程 皮肤 的构 建
皮是将经酶消化、 高渗盐浸泡处理 的异体 ( 皮 , 种) 去除表皮 层和真皮 内的细胞成分 , 留完整 的胶原纤维及基底膜等 保 细胞外问质成分。 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 L fc l 开发的 A l dr [ 研 ie e l 1o e m 。 究结果表 明,来源 于猪皮 的异种无细胞真皮可能具有更广
中图分类号: 9 3 R—9 文献标识码: A 文章编号 :0 4 6 5 (O 00 - 0 8 0 1 0- 82 2 1) 5 06 - 3
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 ( 猪等) 鼠、 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 只 肤缺损创面愈合、 提高创面修 复质量的新途径 。
组织工程皮肤的研究及应用
组织工程皮肤的研究及应用摘要组织工程皮肤是目前组织工程领域研究的热点,也是该领域发展最成熟的成果。
国外许多组织工程皮肤产品已经被FDA批准进入临床应用。
本文就组织工程皮肤的种类及应用进行综述。
关键词组织工程皮肤应用1987年华盛顿国家科学基金会生物工程会议上首次提出了组织工程的概念,它是指运用工程科学、生命科学的原理和方,法从根本上认识正常和病理的哺乳动物的组织结构-功能关系,并研究生物学替代物以恢复、维持和改进功能。
皮肤是人体最大的器官,是机体与外界环境接触的屏障,具有保护、分泌、代谢、感觉等重要功能。
然而各种原因造成皮肤缺损常常需要大量的皮肤进行修复。
在自体皮源不足的情况下,皮肤替代物的研究就成为组织工程领域的一个热点。
而且组织工程皮肤也是组织工程领域发展最成熟的,国外许多产品已经被FDA批准进入临床应用。
组织工程皮肤经历了表皮替代物、真皮替代物、全层皮肤替代物的发展过程。
组织工程皮肤种类表皮替代物:①Epicel:1975年Rheinwaid和Green等利用经致死量照射的3T3成纤维细胞作为滋养层培养人角质形成细胞,角质形成细胞在高Ca2+浓度下培养4周可以连接成片,形态与天然人表皮极为相似,解决了上皮细胞体外传代扩增的难题。
随着研究的深入,人工表皮开始应用于临床使用并渐形成商品化的表皮替代物,如Epicel,由美国Genzyme Biosurgery 公司生产。
它是分离患者自身的角质形成细胞和鼠细胞共培养所形成的表皮替代物。
②EpiDex:是一种新奇的皮肤替代物,是采用患者毛囊外毛根鞘细胞作为种子细胞培养所得的表皮替代物,种子细胞保持了较高的增殖力,种子细胞的增殖力与患者的年龄大小无关。
表皮替代物具有供皮面积小、细胞数大量扩增、异体膜片可迅速覆盖创面等优点。
但是培养的大多是成熟或比较成熟的细胞,扩增次数有限;培养周期长,费用昂贵;缺乏真皮的机械支持和营养,故耐磨性、弹性差,易挛缩,易自发形成水疱等,限制其在临床的广泛应用。
组织工程学:第六章 组织工程化组织和器官的构建
(2)组织工程化软骨组织的种子细胞:构建组织工程化 软骨组织在种子细胞的选择上,由于自体软骨细胞供 体来源不足,异体软骨细胞免疫排斥问题,同样开始 重视干细胞成软骨的定向诱导分化。骨髓源性干细胞 在多种条件下(如转化生长因子β和三维培养环境)均 能表现出软骨形成的潜能,在体外培养环境下,无论 何种培养方法或何种支架,转化生长因子β总能诱导 干细胞生成软骨。
未来发展方向
不过,尽管组织工程皮肤还存在种种不足,但毋庸置 疑,它代表了今后皮肤缺损治疗的发展趋势和方向。
未来组织工程皮肤的发展方向应当是:在解决了种子 细胞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。 这种皮肤不仅能够有效封闭皮肤创面缺损,加速创面 愈合,还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,而且可以促进皮肤移植后的 快速血管化,提高移植成功率等。
1997年经FDA批准上市的Apligraf(图6-1)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肤,其细胞成分均来源 于新生儿包皮,由Bell于1981年在体外构建成功。通过将新生儿 包皮成纤维细胞接种到牛胶原凝胶中形成真皮替代物层,表皮层 部分由角质细胞接种到真皮替代物上形成,并放置于气-液界面 以促进角质细胞分化形成角质层。因此,Apligraf是具有含真皮 层和表皮层的复合皮肤替代物。与单层的真皮替代物相比, Apligraf表皮层的角质层为创面提供了天然屏障,并具有防止机 械损伤、感染和创面干燥等作用。通过分泌各种生长因子和细胞 外基质成分促进创面愈合的作用,而且不用定制,可随时取用, 目前获准用于治疗静脉疾病和糖尿病引起的脚部和腿部皮肤溃疡 的移植修复。
2.生物可降解的合成高分子材料:主要 有聚乳酸网和不可降解的尼龙网等。利 用脱细胞基质、胶原蛋白基质网架、胶 原凝胶支架材料构建的人工真皮具有较 好的组织结构,是一种较理想的皮肤替 代物,可作为移植物进行深入研究。
组织工程皮肤的研究及应用
扩增次数有 限 ; 培养周期长 , 费用 昂贵 ; 缺 乏真皮 的机 械支持 和 营养 , 耐磨 性 、 故 弹 性差 , 易挛缩 , 自发形成水疱等 , 易 限制其
在临床的,泛应用 。
全层皮肤替代 物 : pi a:9 8年 ①A l rf19 g 由 O gn gn s 公 司注册 生 产 。将新 生 raoeei s
种 真皮 替 代 物 。是 采 用 新 生 儿 包 皮 成 纤 维 细胞 种 植 于 聚乳 酸 、 羟 基 乙 酸纤 维 网 聚
气液界面培养 1—2周 。无 论从 形态 、 生
物化学行为还 是在代谢 方 面均类似 于人
类正常皮 肤 , 目前最成熟 的既含有表皮 是
关键词
2 O 2. 09
公 司 与第 四 军 医 大 学 合 作 生 产 的 A — c t si。其优点 是 制 作 过程 中未 使 用交 i kn v 联剂 , 明显 的不 良反应 ; 供 了双 层皮 无 提 肤结构 , 一次手术完成 。而缺点是易被胶
成纤维细胞 、 细胞外基质 和可 降解生物材 料构成的人 工真皮 。其 具有有 效减 少创 面收缩 , 促进接种其上 的表皮细胞膜片黏 附、 生长 ; 胶原酶活性好 ; 抗 对创面要求不 高, 尤其适用 于感 染创 面 的修复 ; 避免 使 用胶原传播疾病 的风 险; 移植 后无 免疫反 应等优点 。但也 存在 制备 中需大 量 的成
替 代 物 以恢 复 、 持 和改 进 功 能 。皮 肤 是 维
原酶降解 , 支架寿命较短 ; 韧性 较差 , 手术 操 作难 。② Ocl支 架 由双 层 胶原 基 质 re:
构成 , 上层是经包被的 胃蛋 白酶处理 过的
皮肤组织工程的研究与应用
皮肤组织工程的研究与应用皮肤是人体最外层的重要保护器官,它不仅是外部环境与内部身体之间的屏障,还扮演着控制温度、水分和感知刺激的功能。
然而,在某些疾病或创伤情况下,皮肤的功能可能会受到破坏,这时就需要进行皮肤组织工程相关的研究和应用。
皮肤组织工程是将体外培育出的细胞或者生物材料组装成人工皮肤,再将其移植到患处进行修复的一项技术。
1. 皮肤组织工程的基本原理皮肤组织工程从理论上可以分为三个步骤:细胞的采集和培育、载体的构建与材料的使用、移植和修复。
第一步是细胞的采集和培育,细胞来源可以是自体的或异体的,自体细胞来源比较困难,一般是通过组织工程技术从受体皮肤组织中获取,而异体细胞来源要相对容易得多;第二步是载体的构建与材料的使用,包括基质材料的选择、材料在维持皮肤细胞生长的物理和化学特性、细胞内与基质的相互作用,以及细胞状态与形态等因素的影响,具有重要的作用;最后是移植和修复,移植后新皮肤需要具备与原皮肤相近的功能,实现挽救、修复皮肤的目的。
2. 皮肤组织工程的应用皮肤组织工程的应用非常广泛,其中包括创面的修复、烧伤后的肤色和功能恢复、皮肤癌切除后的部分缺损修复和改善等。
这些应用需要根据需要确定最佳材料和技术方案,以达到理想的效果。
更重要的是,移植后的皮肤应能与原皮肤保持相似的物理特性和生理生化信号传递,才能更好地完成修复任务。
3. 皮肤组织工程的挑战和发展方向皮肤组织工程作为一项新兴技术,尚面临着一些挑战和困难,主要涉及细胞培育中的杂交现象、载体中的生物安全问题、皮肤组织工程中的功能评估等问题。
为了解决这些问题,可开展细胞工程、信号通路工程、材料科学等相关研究。
此外,还可以采用新材料和仿生学设计,探索细胞与基质之间的相互作用和信号交流。
纳米技术、多功能化结构等创新技术也有望在皮肤组织工程中发挥更大的作用,加速应用范围和技术进步。
总之,皮肤组织工程作为未来医学的一门新技术,将极大地改善人们的生活质量,具有广泛的应用前景。
组织工程皮肤的构建及其在经皮吸收中的应用
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
【期刊名称】《西部中医药》
【年(卷),期】2010(023)005
【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.
【总页数】3页(P68-70)
【作者】刘晓丽;王丽峰;王阳
【作者单位】天津中医药大学中药学院,天津,300193;天津中医药大学中药学院,天津,300193;天津中医药大学中药学院,天津,300193
【正文语种】中文
【中图分类】R9-39
【相关文献】
1.应用胶原蛋白构建组织工程皮肤的实验研究 [J], 孙文娟;陆景华;蔡霞;唐胜建
2.应用改性聚乳酸构建复层组织工程皮肤的可行性研究 [J], 王宗良;师铁英;石毅;冯颖;崔百元;李俊锋;颜炜群;周余来
3.载荷角质细胞生长因子聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米缓释微球在组织工程皮肤构建中的应用 [J], 杨斌;邓立欢;王朝阳
4.应用表皮干细胞构建组织工程皮肤及移植实验 [J], 廖立新;陈刚泉;李国辉;李剑
5.应用胶原海绵构建组织工程皮肤的实验研究 [J], 高学军;蔡霞;孙文娟;唐胜建
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
组织工程化皮肤在药物经皮吸收研究中的应用
[ Y WO S s n at ia: i u n ier gs i; kna srt n KE RD 3 k . ric l t s eegnei kn s i b opi fi s n o
[ hr aee e , 0 2 ( ) 47 P am C r -R s 2 0 .2 1 :
包 含表 皮 与真 皮 两层 , 为无论 在 结 构 上还 是 在 功 因 能上 两者 都是 相互依 存 的整体 。 l r f 是第 一种 Api at g 商品 化 的、 含 有表 皮 层 又有 真皮 层 的 组 织 工程 化 既 皮肤 , 已被 加 拿 大 和美 国批 准 用 于 临床 治 疗静 脉性 溃疡 . 法是 将 新 生儿 包皮 中获 取 的成 纤 维 细胞 在 方 胶原 中培养 , 在其表 面接 种新 生儿表 皮 角朊细 胞 . 再 1 0 d左 右 , 皮 细 胞 融 合 成 片 . 盖 其 下 的 真 皮 表 覆 层 ” 随后 将整 个 复合 物置 于气一 , 液界 面 培养 .收 制 剂 的研究 和 开发 是 现 代药 剂 学 研 究 的重 要 内容 . 特别是 近年来 蛋 白质 、 多肽 及核酸 等 生物 大分子 药物 的经 皮吸收研 究 已受 到人们 的高 度 重 视 一般 以离体 动物 皮肤 ( 如裸 鼠 、 劫猪 皮肤 ) 为 作 评价 药物 经 皮渗 透 的模 型 , 以 此结 果 预测 人 体 的 并
S a g a 0 4 3 h n ) h n h i2 0 3 C i a t
L B T c Ob e t e T mr d c h s ft s ee gn e ig s i i p r ua e u r g a s r t n A s RA TJ j c v : o i o u e te u e o i u n ie r k n n e e tn o sd u bo pi .Meh d . e i s n o to s Th
人体皮肤组织工程技术的研究与应用
人体皮肤组织工程技术的研究与应用在人类生命系统中,皮肤是最大的器官,对身体有很多重要的作用,如保持体温、感觉、保护身体免受伤害和辐射等。
同时,皮肤也是对外界最直接的接触面,因此容易受到各种伤害,如烧伤、创伤、疤痕等。
在现代医学中,皮肤组织工程技术的出现,为解决各种皮肤疾病和损伤提供了新的途径。
皮肤组织工程技术是一种综合性技术,包括生物医学工程学、细胞生物学、生物化学等领域的知识与方法。
其基本原理是通过外源性因素(支架材料)和内源性因素(细胞、生长因子等)的作用,使体外培养的细胞扩增,形成与人体正常皮肤组织相似的人工组织,并在离体(in vitro)或体内(in vivo)进行修复、重建或替代。
皮肤组织工程技术主要分为三个阶段:细胞选择、支架材料的选择和体外培养。
在细胞选择方面,一般采用人体自身来源的成纤维细胞、角质细胞、骨髓干细胞、脂肪干细胞等组织特异性细胞。
因其较为成熟的细胞状态,成纤维细胞是在体外培养中应用最为广泛的细胞类型。
对于不同类型的支架材料,需要根据具体情况进行选择,主要考虑生物相容性、生物降解性、生物力学性质等。
目前应用最广泛的支架材料包括生物降解聚合物、生物钙磷石、蛋白纤维等。
培养条件对于皮肤组织工程的成功至关重要。
一般需要考虑以下几个方面:细胞的营养要求、气体环境、生物力学刺激等。
在培养细胞时,通常采用培养皿、生物反应器等设备进行体外培养。
此外,培养条件也会影响人工组织的生物力学性质,如拓扑结构、力学强度等。
皮肤组织工程技术的应用主要包括以下几个方面:1. 烧伤修复:对于大面积毁损的烧伤患者,采用皮肤移植的方法,取自患者自身的健康皮肤进行移植。
但当健康皮肤不足时,人工皮肤就成为了替代品。
目前广泛使用的人工皮肤主要是由生物降解聚合物和细胞构成的生物材料。
在临床应用上,皮肤组织工程技术可以减轻手术创伤、减少感染,促进创面愈合。
2. 创面修复:对于大面积皮肤缺损,使用传统的绷带、缝合等方法存在一定局限性。
组织工程技术在皮肤再生中的应用
组织工程技术在皮肤再生中的应用皮肤再生是一项目前备受关注的研究领域。
对于皮肤重建和修复的需求,人们一直在寻找可行的方法和技术。
组织工程技术在这一领域的应用,成为一种备受期待的方法。
组织工程技术(Tissue Engineering)是一种综合应用生物学、医学、化学等多学科知识的交叉智能技术,旨在利用材料、细胞和生物分子等因素,构建一个类似于体内构造和功能的组织。
将其用于皮肤再生的应用,就是利用增殖的干细胞和bioactive material 模拟细胞外基质的体内状态,借助可弯曲的仿生材料的构建,实现皮肤创伤修复,皮肤缺陷修补和皮肤提升等目的。
目前,组织工程在皮肤再生护理中的应用可以大致分为三个部分:生物材料、细胞和生长因子。
1. 生物材料生物材料是组织工程技术的基础和核心。
生物材料通过可编程的物理、化学和生物学特征,可以控制和模拟由细胞和细胞外基质所构成的组织学和生物化学特性。
常见的生物材料包括生物降解材料和合成生物材料。
生物降解材料,如胶原蛋白、明胶和玻尿酸,具有良好的生物相容性和生物可降解性,不会引起免疫反应,因此常常用于作为皮肤再生的支架材料。
而合成生物材料,如聚乳酸、聚己内酯和聚丙烯酸等,具有高度的可控性和可加工性。
这些材料可以在形态、化学和生物学特性上进行调节,可以制成各种形状的材料,如膜、颗粒和支架等,因此适用于各种皮肤再生的应用。
2. 细胞在组织工程技术中,细胞是生物材料的必要组成部分。
种类不同的细胞可以分化成各种不同的细胞类型,包括角质细胞、基底细胞、黑色素细胞和单核细胞等。
其中,干细胞具有很高的分化能力和自我复制能力,是进行皮肤再生的关键因素。
干细胞来源广泛,包括自体干细胞、胎儿干细胞和干细胞系列中最近发现的疑似间胚层干细胞,这些细胞可通过普通的生物技术在体外培养。
3. 生长因子生长因子是参与细胞生长、分裂和分化的一类蛋白质。
常见的生长因子包括纤溶酶原、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子和血管内皮生长因子等。
皮肤组织工程的实现及应用
皮肤组织工程的实现及应用皮肤是我们身体最外层的保护层,保护我们免受外界微生物、疾病和创伤的侵害。
长期以来,一些疾病和严重外伤会导致皮肤组织的大面积损伤,因此医学界一直在寻找一种有效的治疗方法。
皮肤组织工程技术能够帮助医学开发人员生产出适合特定需要的人工皮肤,以帮助治疗皮肤损伤等疾病。
这项技术的进展已经极为迅速,让我们来看一下皮肤组织工程的实现及应用。
皮肤组织工程是一种利用微生物学、细胞学和生物材料学等现代化学科技和生物学科学的一个新兴领域。
其主要目的是通过人工培育生物材料、细胞和信号分子等的组合来创建新的皮肤组织。
使用组织工程技术,工程师可以培养几乎与天然皮肤相同的人造皮肤。
这种工程皮肤可以被用于医疗,测试化妆品,或作为一个用于接受器官移植手术的治疗方法。
皮肤组织工程技术的实现皮肤组织工程技术的核心是利用现代化学科技和生物学科学技术培育出细胞和生物材料,以帮助创造出皮肤和皮肤组织。
这个过程可以分解成几个组成部分:1. 细胞利用体内的细胞而不是从化学品中人工制造的更能模拟产生类似天然皮肤的人工皮肤。
这个过程涉及在实验室环境下培养人体皮肤细胞的任务。
医学发展到现代,我们可以使用培育皿、球体培养、迷你器官和人工生长因子等多种现代微生物学技术,使皮肤细胞生长并形成成熟细胞结构。
2. 生物材料生物材料通常用于培育细胞并嵌入人工皮肤的基础结构中。
现代化学科技已经发现了许多不同的物质来作为基础材料,在制造人造皮肤时常使用的材料有透明质酸、胶原蛋白和硅凝胶。
这些生物材料在医学领域广泛应用,它们不会引起任何不适反应,在人体疗效较好。
3. 信号分子信号分子用于控制人工皮肤细胞组合的方向和速度,使人造皮肤的形态更加完整。
信号分子可用于控制基础材料,从而使人造皮肤的成分更像自然皮肤。
皮肤组织工程技术的应用皮肤组织工程技术在医学领域有着广泛的应用。
例如,对于严重的普通皮肤损伤、烧伤、放射治疗和其他相关疾病,工程师可以培育出一层人造皮肤,覆盖在损伤部位,以加速治疗,减少疤痕,提高康复效率。
组织工程皮肤概况及其在化妆品检测中的应用进展
组织工程皮肤概况及其在化妆品检测中的应用进展唐洁;熊丽丹【摘要】组织工程皮肤是通过培养功能细胞,将其与细胞外基质和适当的支架材料相互作用,构成的具有生物活性的人工皮肤替代物.本文简要介绍了构成组织工程皮肤的种子细胞及支架材料,并对其在化妆品腐蚀性安全性,化妆品刺激性安全性,化妆品成分的经皮吸收及致突变性,化妆品光毒性和化妆品抗衰老功效等检测应用方面的研究进展进行综述.%Tissue engineered skin is a biologically active artiifcial skin substitute, which is formed by the interaction of the extracellular matrix and the appropriate scaffold materials with the functional cells. This paper briefly introduces several composition speccies of seed cells and scaffold materials of tissue engineering skin, Besides, this article also reviews the application progress of tissue engineering skin in cosmetic corrosion safety, cosmetic irritant safety, cosmetic percutaneous absorption and mutagenicity of cosmetics, light toxicity and cosmetic anti-aging efifcacy testing.【期刊名称】《中国美容医学》【年(卷),期】2017(026)011【总页数】4页(P132-135)【关键词】组织工程皮肤;种子细胞;支架材料;化妆品检测应用【作者】唐洁;熊丽丹【作者单位】四川大学华西医院化妆品评价中心四川成都 610041;四川省化妆品工程技术研究中心四川成都 610041;四川大学华西医院化妆品评价中心四川成都 610041;四川省化妆品工程技术研究中心四川成都 610041【正文语种】中文【中图分类】R456组织工程(Tissue Engineering)是指结合生命科学与工程学两门学科的原理与技术,建立在认识哺乳动物的正常及病理两种状态的组织结构的基础上,研究开发组织或器官的生物替代物的一门新兴学科[1-3]。
- 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、"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、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)。
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