大面积烧伤深度烧伤

表皮 真皮
正常皮肤，HE× 100
皮下组织
表皮 真皮
支架
支架＋自体皮移植， Masson×100
移植后1周，Masson×200
真皮侧支架内无新生血 管，基底侧新生血管开 始长入，已有较多成纤 维细胞侵入支架，但支 架内未见新生胶原合成。
移植后4周，Masson×200
新生血管已长到支架真皮 侧（ ） ，真皮侧支架内 成纤维细胞已合成较多新 生胶原（ ）。
Patient Enrollment & Treatment
IDE 980023: 1998-2003
Boyce et al, J Trauma 60:821-829, 2006
Patient Demographics
n = 40 patients
Surgical Methods
• ESS were: - ~ 6 X 6 cm, or 12 X 12 cm
Masson× 100
Masson× 400
支架( )能诱导真皮成纤维细胞长入
其中，成纤维细胞合成的新生胶原 成团束状( )，类似真皮胶原的结构。
HE× 400
Masson× 400
HE染色可见到支架内梭形的成纤维细胞（ ）及其 合成的新生胶原（ ）。Masson染色可见蓝染的新 生团束状胶原（ ）
意义：不仅在于使创面愈合，而且使创面愈 合的更好(修复——再生)
陆树良教授：瘢痕形成机制的研究：完善了 真皮“模板缺损”学说（中华烧伤杂志2007）
• 1981Burke JF，Yannas IV 首先在研发 Integra时首先提出Template 和Neodermis
• 1995 Livesey SA 在动物实验中首次发现脱 细胞异种真皮加自体断层皮片移植没有炎 症反应和免疫排斥，因此提出“真皮模板”
• 陆教授深入研究，深化了该假说，提出了 真皮组织的三维结构和成分在调控Fb的功 能。尤其是真皮支架孔径的大小因素。
真皮再生的可能性
• 胎儿伤口无瘢痕愈合 • 真皮再生模板 • 真皮再生“因子”的引入 • 干细胞技术的发展与应用
胎儿伤口无瘢痕愈合
• 在诸多影响胎儿无瘢痕愈合的 因素中，生长因子的差异是最 重要的因素。
• Safety:
– Positive benefit-to-risk ratio – Xenotransplantation Guidelines; April, 2003
• Efficacy
– Prospective, randomized, comparative studies – Demonstration of a medical benefit – Good Clinical Practices Guidance, 1996
• ESS histology • fibroblasts fill biopolymer • keratinocytes stratify • cornified surface forms • avascular
BrdU labeling of DNA Synthesis
Kalyanaraman and Boyce, J Surg Res, 2009
移植后1周，可见支架结 构（ ）
移植后4周，可见支架结 构（ ）,并可见支架内新 生胶原合成（ ）。
透射电镜（TEM）证实支架内新生胶原的合成。
A
B
C
A: TEM× 970
B: TEM× 6200
C: TEM× 39000
新生血管
支架
新生胶原
成纤维细胞
支架诱导真皮组织再生可能
与支架的血管化能力有关
• 大面积烧伤的定义：≥50%体表面积的烧伤。
• 深度烧伤的定义：≥21天愈合的创面。
• 尽管烧伤是个病，但创面修复仍然是重中 之重。
• 如何早期修复，不仅挽救患者的生命，同 时也可以减少功能和外形问题。
Medical Objectives
• Survival • Earliest closure • Least donor skin • Minimum scar
真皮再生模板
• 真皮替代物在皮肤重建中具有重要作用， 是真皮再生的模板（dermal regeneration template，DRT），可减少瘢痕过度增生， 控制挛缩，提高创面愈合速度，增加创面 愈合后皮肤的弹性、柔软性及机械耐磨性， 而且有些真皮替代物中存在的活性Fb可促 进表皮生长、分化，诱导基底膜形成。
组织工程皮肤和未来的干细胞
• 组织工程皮肤（永久和长期） Apligraf 转化医学：临床GMP 我们的研究 • 未来的干细胞 iPS
组织工程皮肤（永久和长期）
Apligraf
Comparisons of Cell Types in Native, Engineered & Grafted Skin
自体刃厚皮打孔
移植后即刻
一周存活后
一个月后
复合皮移植后78个月 复合移植皮肤基本近似正常，
表面稍显干燥
汗腺的再生？（脱细胞异种真皮移植 6.5 年后）
移植后6.5年
真皮再生“因子”的引入
• 各种生长因子的基因导入 • 物理或化学结合：VEGF、bFGF、Ang、
GM-CSF等 • 从快速血管化考虑问题
真皮再生模板
• 真皮替代物 • 天然真皮替代物Alloderm • 人工合成真皮替代物
• 无细胞真皮替代物Integra， PELNAC
• 含细胞真皮替代物Dermagraft
Integra， PELNAC都应用较长时间了，经得 住临床验证，但都需要2-3周的血管化。
PELNIC 移植后2周
去除表层硅胶膜后
血管化慢，一方面使移植的薄层自体皮存活性降 低，部分自体皮坏死后真皮自身进行修复（而非 再生），镜下可见其真皮结构的改变（主要是胶 原束状结构的改变）；另一方面，支架内的缺血 状态使异物巨细胞在早期就增多，吞噬降解支架， 使支架对成纤维细胞的诱导支撑作用丧失。
血管化快，一方面使移植的薄层自体皮存活性增 高，镜下可见其真皮结构无明显改变；另一方面， 支架内异物巨细胞少，成纤维细胞沿支架分布， 合成细胞外基质，各种细胞分泌的胶原酶降解支 架，使支架的降解与组织的再生得到同步。
• 有研究显示，在无瘢痕愈合伤 口中，TGF-β3高表达而TGF-β1 低表达
• PDGF呈低表达 • 血管内皮生长因子（VEGF）在
无瘢痕愈合伤口中可以快速上 调，促进血管形成和长入。
胎儿伤口无瘢痕愈合
• Teusner等通过DD-PCR研 究胎儿无瘢痕愈合基因表达 差异发现胚胎期细胞的一种 转录产物对创面愈合有强烈 的正调节作用，它编码一种 含有249个氨基酸残基的蛋 白，被命名为 FcgammaRⅢ-X，有利于胚 胎期皮肤的无瘢痕愈合。
Standards for Tissue Engineering
• American • Society for • Testing and • Materials
– Committee F04; Medical Devices – Division IV; Tissue Engineered
(Assumptions: 10 cm2 skin @ 1X106 cells/cm2, lag=1d/sc, growth rate=1PD/d, ESS inoculum 1X106
cells/cm2 )
Composition
Engineered Skin Substitutes
• biopolymer substrate • lyophilized collagenGAG • gamma-irradated
• Acute burns • Burn scars • Congenital
lesions • Chronic wounds
供皮区（donor site）不足是主要问题
• 自体皮的厚度来考虑（刃厚、超薄） • 自体皮的扩大倍数 • 自、异体（种）皮的间隔（混合移植） • 临时生物敷料覆盖争取时间 • 争取非手术创面良好覆盖下的奇迹长皮 • 复合移植（人工真皮+自体表皮或表皮细胞） • 组织工程皮肤和未来的干细胞治疗
Partial-thickness Wounds
Epidermal Healing
• Migration
• Proliferation
• Stratification & Differentiation
Temporary Skin Substitutes (dressings)
Permanent Skin Substitutes (grafts)
• pigmentation is deficient
Boyce et al, JBCR 20:453, 1999.
Outcome after 95% TBSA Burns
Pt 130: 3-6 months after treatment
ES S
AG
US Regulatory Issues
• Regulation of TE skin as devices (IDE), drugs (IND), biologics (BLA), or combination products?
自体皮的扩大倍数
• 邮票状植皮 • 网状植皮 • Meek 植皮
异体（种）皮的间隔（混合移植）
• 间隔植皮（Jackson,1954） • 打孔镶嵌（上海瑞金医院,1960） • 微粒皮(张明良，1986)
复合移植（人工真皮+自体表皮或表 皮细胞
• 人工真皮 Integra，Pelnic, • 脱细胞真皮（异体和异种）
Skin Substitutes Costs
Biologic Processes for TE
Mass Culture of Keratinocytes
Nunc Cell Factories, ~6250 or 1250 cm2 each
Kerator Bioreactor
Cell Growth Summary
Results
AG ESS ESS
POD 14
POD 28
Results
POD 182
POD 365
Healed Skin Histology
1 month
0.1 mm
1 year
CSS ESS
A AG G
C lo s e d w it h C S S , P
% T B S A C lo s e d a t P O D 2 8
D Greenhalgh, MD, T Palmieri, MD: 6 pts treated
CSSΒιβλιοθήκη Baidu
Cultured Skin Substitutes Combined with Integra Artificial Skin
ESS
• skin is soft, smooth &
AG
strong
• usually no regrafting
- covered with N-Terface™ - attached with staples
• Dressings were: - fine mesh gauze - coarse gauze - irrigated with antimicrobials - stretched Spandex™
ESS with HK from Kerator
Left) A,B, Kerator; C,D, Flasks Wound Area A, C, Two weeks; B, D, Six weeks
Kalyanaraman and Boyce, J Surg Res, 2009
Right) Plot of % Original
Results
TBSA closed: POD 28
80
p < 0.05
5 2 .5 60
40
2 0 .3
*
20
0
CESSSS
AG
%
TB SA
TBSA covered vs % FT burn
80 r ? = 0 .3 7
6 0 p < 0 .0 0 0 1 40
20
0
-2 0
-4 0 40 50 60 70 80 90 100 % T B S A F u ll-th ic k n e s s B u rn
V a n c o u v e r S c o re
Results: Vancouver Score
5
* , p < 0 .0 5 EC SS S
4 ***
SA G
3
2
1
0
14-27 28-62 63-182 183-364 > 364
P O D range
Sacramento Shriners