组织工程皮肤ppt课件
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18
• 构建出功能、外形与自体皮肤相同或相似的永久性皮肤替代物。
目标
5
Rheinwald和Green 提出上皮细胞培养技 术，解决了表皮细胞 体外的传代扩增的难 题，使体外培养人工 表皮皮片成为可能。
组织工程皮肤发展史
美国Integra Life Science公司开发的人 工皮肤产品Integra获 得批准用于III度烧伤 治疗临床试验，能明 显缩短创面愈合时间。
——目前的手段侧重于解决皮肤缺损后的组织修复，不适于大面积深度烧伤 患者的救治；
——移植后一旦发生排异反应，仍需尽快进行自体皮肤移植；
组织工程皮肤研究的深度还不够
——只有在深入研究皮肤及其附属细胞的发育、分化、成熟、相互作用机制 的基础上，才能在体外培育出与天然皮肤相媲美的组织工程皮肤；
12
含活细胞的组织工程皮肤及其制备方法 申请号：CN201710562163.2
美国Organogenesis 公司研制出组织工程 双层皮肤Apligraf， 被FDA批准用于治疗 糖尿病性溃疡和静脉 性溃疡。
美国Advanced Tissue Sciences公司生产的 另一种真皮替代物 Dermagraft,被FDA批 准用于治疗糖尿病性 溃疡和静脉性溃疡。
• 1975 • 1981 • 1996 • 1997 • 1998
组织工程皮肤
姓 名： 学 号： 学 院： 学 校：
1
人体最大的器官，约占总体重的16%； 由表皮、真皮、皮下组织构成； 保护、分泌、代谢、感觉的作用； 参与免疫反应； 维持机体内环境的稳定；
2Leabharlann Baidu
皮肤损伤
手术创口 烧伤烫伤
遗传疾病
急性机械外伤
糖尿病足溃疡
以烧伤烫伤为例，据统计我国每年烧伤、烫伤病人达500万~1000万例，
中国第四军医大学与 国内某公司合作开发 的“安体肤”组织工 程双层皮肤，获中国 SFDA批准用于治疗 II度和III度烧伤。6
产品名称
Transcyte Apligraf CCS Dermagraft Integra 安体肤
产品介绍与对比
表皮部分
硅胶膜 异体表皮细胞 异体表皮细胞
硅胶膜 异体表皮细胞
同种异体 皮肤移植
优点为其来源丰富，具有生 物兼容性；缺点为其含有大 量引起抗原性的物质，导致 严重的排斥反应，还存在引 起感染病毒的风险。
因此，寻找一种理想的皮肤替代 物一直是临床亟待解决的难题。
4
• 组织工程利用细胞或细胞外基质构建具有一定生理学功能的人工皮肤，用于修复
概念 创面和重建皮肤功能。
优点：扩增速度快，临床应用简单； 可用于各种皮肤创伤、烧伤、溃疡、外伤手术及皮肤整形等；
11
组织工程皮肤与正常人皮肤仍有差距
——外形、韧性和机械性能明显低于天然正常皮肤； ——缺少神经、毛囊、血管、汗腺等结构； ——屏障、免疫、物质能量交换等功能与正常皮肤有较大差距；
组织工程目前还不能解决所有的临床皮肤缺损问题
申请号：CN201710577134.3
养的方法制备；多层干细胞层和多层多孔的具有
三维结构的纳米纤维膜交替层叠；
优点 ✓ 纳米纤维膜多孔且具有三维结构，为细胞的黏附
和生长提供合适的表面形态，有利于细胞的粘附 与生长； ✓ 多层干细胞与纳米纤维膜交替层叠，使得干细胞 在整个组织工程皮肤中的分布更为均匀；
真皮部分
I型牛胶原蛋白 I型牛胶原蛋白 异体成纤维细胞
I型牛胶原蛋白 异体成纤维细胞
PGA 异体成纤维细胞
I型牛胶原蛋白 GAG
I型牛胶原蛋白 异体成纤维细胞
FDA批准时间
1997年3月 1998年5月 2001年8月 2001年9月 2002年4月 2007年11月
7
产品介绍与对比
➢ Integra
仅严重烧伤病人就有近10万人次。
3
皮肤损伤与移植治疗
大面积皮肤损伤患者本身所 剩皮肤有限，或伤口再生能 力较弱，自体皮肤移植无异 于雪上加霜。
来源包括人类尸体皮或胎儿羊膜， 优点为处理方式较简单，和人类 皮肤组织兼容性高，缺点在于其 来源严重不足，也有感染疾病的 风险和免疫排斥的问题。
自体皮 异种皮 肤移植 肤移植
美国Integra Life Science公司开发的一种人工真皮替代物； 真皮部分由牛肌腱的胶原蛋白及6-硫酸软骨素制成具有一定空洞大小的支架，
可以允许成纤维细胞、巨噬细胞、淋巴球及血小管生成； 表皮层为暂时性的敷材，由硅胶膜组成，可以控制伤口水分的蒸发； 伤口愈合过程中，真皮层会和伤口结合，表皮层的硅胶膜可以在真皮层愈合后
上大量增殖并分泌多种包括胶原纤维连接蛋白、细胞外基质等在内的多种蛋白，最终 形成由成纤维细胞、细胞外基质、及高分子材料构成的人工真皮； 适用于II度烧伤皮肤移植、III度烧伤用覆盖材料、糖尿病足溃疡的治疗等；
优点：受体对异体成纤维细胞和PGA纤维无免疫排斥及炎症反应； PGA高分子合成材料对酶解不敏感，因此提高了抗感染能力；
优点：具有正常皮肤的功能和外观； 表皮和真皮基质成分相互影响，创面愈合速度快；
10
产品介绍与对比
➢ 安体肤
中国第四军医大学和国内某公司所生产的一种组织工程双层皮肤； 表皮层由人表皮细胞构成，真皮层由人成纤维细胞和牛胶原蛋白构成，
同时包含两种细胞分泌合成的细胞外基质； 是一种具有生命活性的活体组织皮肤； 2007年11月被中国SFDA批准用于治疗II度和III度烧伤；
简介
一种含活细胞的组织工程皮肤，包括表皮层、仿真皮层和真皮层， 所述的仿真皮层包括角朊细胞、成纤维细胞和生物支架材料， 其中生物支架材料由明胶、壳聚糖、谷酰胺肽和透明质酸按一定质量比组成；
优点 ✓ 加入了仿真皮层，使表皮与仿真皮层
接触更加紧密，避免了表皮层与真皮 层直接接触容易剥落的缺点； ✓ “真皮-仿真皮层-表皮层”三层皮肤 结构不易分层剥落，提高组织工程皮 肤的机械强度；
缺点：易导致水分丢失；移植后还要再进行二次表皮移植；
9
产品介绍与对比
➢ Apligraf
美国Organogenesis公司所生产的一种复合皮肤替代物； 采用新生儿包皮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
种角质化细胞，待角质化细胞融合成片后进行气-液界面培养； 被FDA核准用于治疗糖尿病性溃疡和静脉性溃疡；
• 2001
• 2007
美国O’ Conner首 次成功地将培养的 自体表皮膜片应用 与治疗创伤伤面， 但移植存活率不稳 定。
美国Advanced Tissue Sciences公 司生产的人工真皮 Transcyte获FDA批 准，用于治疗II度和 III度烧伤。
美国Ortec公司研制 出双层皮肤Culture complex skin，被 FDA批准用于治疗 隐性皮肤异常-大泡 性表皮松懈。
优点 ✓ 种子细胞为尿液细胞，获取方便，培养周期短；
✓ 含有的毛囊结构能够调节创面新陈代谢、温度，加快创面的功能恢复； ✓ 本发明使用的生物支架材料为脱细胞羊膜，方便获取且免疫原性低，
对皮肤具有良好的亲和性；
14
纳米纤维膜与干细胞层层叠加的人工组织工程皮肤及其制备方法
简介 通过将干细胞与纳米纤维膜进行层层自组装共培
[1] 丁斐，刘伟，顾晓松.再生医学[M].北京：人民卫生出版社，2012：118-134. [2] 刘昌胜.生物医学工程[M].上海：华东理工大学出版社，2012：100-103. [3] 中国科学院.中国学科发展战略：再生医学[M].北京：科学出版社，2015：146-149. [4] 刘少辉，车七石.含活细胞的组织工程皮肤及其制备方法[P].中国专利：
CN201710562163.2，2017.11.07. [5] 车七石.一种含附属器的组织工程皮肤及其制备方法[P].中国专利：
CN201710393695.8，2017.09.29. [6] 李学拥，王红军，李跃军等.纳米纤维膜与干细胞层层叠加的人工组织工程皮肤及其
制备方法[P].中国专利：CN201710577134.3，2017.11.17.
除去，再进一步做自体刃厚皮片或培养的自体表皮细胞膜片覆盖；
优点：可永久性地修复创面，产生瘢痕少，伤口挛缩小，外形佳； 异种牛胶原未导致明显的免疫反应；
缺点：移植后还要再进行二次表皮移植； 8
产品介绍与对比
➢ Dermagraft
美国先进组织科学公司研制的一种高分子合成支架网-成纤维细胞真皮替代物； 以PGA为材料制备支架，并接种从新生儿包皮获取的成纤维细胞，成纤维细胞在支架
人工组织工程皮肤制备过程示意15图
✓ 皮肤附属器结构再生机制研究； ✓ 组织工程皮肤支架材料的血管化研究； ✓ 将黑色素细胞与Langerhans细胞构建入皮肤研究； ✓ 同种异体成纤维细胞和表皮细胞的抗免疫排斥研究； ✓ 应用患者自体瘢痕组织构建真皮支架的研究；
……
16
谢谢大家~
17
参考资料
✓ 谷酰胺肽的加入提高了皮肤的韧性和弹性， 有利于提高其机械强度，同时谷酰胺肽与 人体有较好的亲和性；
✓ 仿真皮层中含有的角朊细胞与成纤维细胞 生长无序，可以有效增加组织工程皮肤的 韧性，提高创面愈合效果；
13
一种含附属器的组织工程皮肤及其制备方法 申请号：CN201710393695.8
简介
本发明通过尿液细胞转染诱导产生多能干细胞，继续诱导产生充质干细胞， 由充质干细胞分化形成表皮细胞、成纤维细胞和毛囊细胞，与生物支架材料 羊膜构建含有附属器的组织工程双层皮肤；
分类
• 表皮替代物：体外培养自体表皮细胞膜片，形成复层上皮，再植回患者，修复缺 损皮肤。缺点是抗感染能力差、难以移植、与创面结合不稳固。
• 真皮替代物：主要采用胶原-GAG、胶原凝胶、PGA/PLA网、尼龙网等作为真皮 支架材料，结合成纤维细胞、表皮细胞培养成皮肤替代物。
• 复合皮肤替代物：将表皮与真皮替代物结合起来构建的接近正常皮肤结构的一种 皮肤替代物，代表着目前人工皮肤研究的方向。
• 构建出功能、外形与自体皮肤相同或相似的永久性皮肤替代物。
目标
5
Rheinwald和Green 提出上皮细胞培养技 术，解决了表皮细胞 体外的传代扩增的难 题，使体外培养人工 表皮皮片成为可能。
组织工程皮肤发展史
美国Integra Life Science公司开发的人 工皮肤产品Integra获 得批准用于III度烧伤 治疗临床试验，能明 显缩短创面愈合时间。
——目前的手段侧重于解决皮肤缺损后的组织修复，不适于大面积深度烧伤 患者的救治；
——移植后一旦发生排异反应，仍需尽快进行自体皮肤移植；
组织工程皮肤研究的深度还不够
——只有在深入研究皮肤及其附属细胞的发育、分化、成熟、相互作用机制 的基础上，才能在体外培育出与天然皮肤相媲美的组织工程皮肤；
12
含活细胞的组织工程皮肤及其制备方法 申请号：CN201710562163.2
美国Organogenesis 公司研制出组织工程 双层皮肤Apligraf， 被FDA批准用于治疗 糖尿病性溃疡和静脉 性溃疡。
美国Advanced Tissue Sciences公司生产的 另一种真皮替代物 Dermagraft,被FDA批 准用于治疗糖尿病性 溃疡和静脉性溃疡。
• 1975 • 1981 • 1996 • 1997 • 1998
组织工程皮肤
姓 名： 学 号： 学 院： 学 校：
1
人体最大的器官，约占总体重的16%； 由表皮、真皮、皮下组织构成； 保护、分泌、代谢、感觉的作用； 参与免疫反应； 维持机体内环境的稳定；
2Leabharlann Baidu
皮肤损伤
手术创口 烧伤烫伤
遗传疾病
急性机械外伤
糖尿病足溃疡
以烧伤烫伤为例，据统计我国每年烧伤、烫伤病人达500万~1000万例，
中国第四军医大学与 国内某公司合作开发 的“安体肤”组织工 程双层皮肤，获中国 SFDA批准用于治疗 II度和III度烧伤。6
产品名称
Transcyte Apligraf CCS Dermagraft Integra 安体肤
产品介绍与对比
表皮部分
硅胶膜 异体表皮细胞 异体表皮细胞
硅胶膜 异体表皮细胞
同种异体 皮肤移植
优点为其来源丰富，具有生 物兼容性；缺点为其含有大 量引起抗原性的物质，导致 严重的排斥反应，还存在引 起感染病毒的风险。
因此，寻找一种理想的皮肤替代 物一直是临床亟待解决的难题。
4
• 组织工程利用细胞或细胞外基质构建具有一定生理学功能的人工皮肤，用于修复
概念 创面和重建皮肤功能。
优点：扩增速度快，临床应用简单； 可用于各种皮肤创伤、烧伤、溃疡、外伤手术及皮肤整形等；
11
组织工程皮肤与正常人皮肤仍有差距
——外形、韧性和机械性能明显低于天然正常皮肤； ——缺少神经、毛囊、血管、汗腺等结构； ——屏障、免疫、物质能量交换等功能与正常皮肤有较大差距；
组织工程目前还不能解决所有的临床皮肤缺损问题
申请号：CN201710577134.3
养的方法制备；多层干细胞层和多层多孔的具有
三维结构的纳米纤维膜交替层叠；
优点 ✓ 纳米纤维膜多孔且具有三维结构，为细胞的黏附
和生长提供合适的表面形态，有利于细胞的粘附 与生长； ✓ 多层干细胞与纳米纤维膜交替层叠，使得干细胞 在整个组织工程皮肤中的分布更为均匀；
真皮部分
I型牛胶原蛋白 I型牛胶原蛋白 异体成纤维细胞
I型牛胶原蛋白 异体成纤维细胞
PGA 异体成纤维细胞
I型牛胶原蛋白 GAG
I型牛胶原蛋白 异体成纤维细胞
FDA批准时间
1997年3月 1998年5月 2001年8月 2001年9月 2002年4月 2007年11月
7
产品介绍与对比
➢ Integra
仅严重烧伤病人就有近10万人次。
3
皮肤损伤与移植治疗
大面积皮肤损伤患者本身所 剩皮肤有限，或伤口再生能 力较弱，自体皮肤移植无异 于雪上加霜。
来源包括人类尸体皮或胎儿羊膜， 优点为处理方式较简单，和人类 皮肤组织兼容性高，缺点在于其 来源严重不足，也有感染疾病的 风险和免疫排斥的问题。
自体皮 异种皮 肤移植 肤移植
美国Integra Life Science公司开发的一种人工真皮替代物； 真皮部分由牛肌腱的胶原蛋白及6-硫酸软骨素制成具有一定空洞大小的支架，
可以允许成纤维细胞、巨噬细胞、淋巴球及血小管生成； 表皮层为暂时性的敷材，由硅胶膜组成，可以控制伤口水分的蒸发； 伤口愈合过程中，真皮层会和伤口结合，表皮层的硅胶膜可以在真皮层愈合后
上大量增殖并分泌多种包括胶原纤维连接蛋白、细胞外基质等在内的多种蛋白，最终 形成由成纤维细胞、细胞外基质、及高分子材料构成的人工真皮； 适用于II度烧伤皮肤移植、III度烧伤用覆盖材料、糖尿病足溃疡的治疗等；
优点：受体对异体成纤维细胞和PGA纤维无免疫排斥及炎症反应； PGA高分子合成材料对酶解不敏感，因此提高了抗感染能力；
优点：具有正常皮肤的功能和外观； 表皮和真皮基质成分相互影响，创面愈合速度快；
10
产品介绍与对比
➢ 安体肤
中国第四军医大学和国内某公司所生产的一种组织工程双层皮肤； 表皮层由人表皮细胞构成，真皮层由人成纤维细胞和牛胶原蛋白构成，
同时包含两种细胞分泌合成的细胞外基质； 是一种具有生命活性的活体组织皮肤； 2007年11月被中国SFDA批准用于治疗II度和III度烧伤；
简介
一种含活细胞的组织工程皮肤，包括表皮层、仿真皮层和真皮层， 所述的仿真皮层包括角朊细胞、成纤维细胞和生物支架材料， 其中生物支架材料由明胶、壳聚糖、谷酰胺肽和透明质酸按一定质量比组成；
优点 ✓ 加入了仿真皮层，使表皮与仿真皮层
接触更加紧密，避免了表皮层与真皮 层直接接触容易剥落的缺点； ✓ “真皮-仿真皮层-表皮层”三层皮肤 结构不易分层剥落，提高组织工程皮 肤的机械强度；
缺点：易导致水分丢失；移植后还要再进行二次表皮移植；
9
产品介绍与对比
➢ Apligraf
美国Organogenesis公司所生产的一种复合皮肤替代物； 采用新生儿包皮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
种角质化细胞，待角质化细胞融合成片后进行气-液界面培养； 被FDA核准用于治疗糖尿病性溃疡和静脉性溃疡；
• 2001
• 2007
美国O’ Conner首 次成功地将培养的 自体表皮膜片应用 与治疗创伤伤面， 但移植存活率不稳 定。
美国Advanced Tissue Sciences公 司生产的人工真皮 Transcyte获FDA批 准，用于治疗II度和 III度烧伤。
美国Ortec公司研制 出双层皮肤Culture complex skin，被 FDA批准用于治疗 隐性皮肤异常-大泡 性表皮松懈。
优点 ✓ 种子细胞为尿液细胞，获取方便，培养周期短；
✓ 含有的毛囊结构能够调节创面新陈代谢、温度，加快创面的功能恢复； ✓ 本发明使用的生物支架材料为脱细胞羊膜，方便获取且免疫原性低，
对皮肤具有良好的亲和性；
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纳米纤维膜与干细胞层层叠加的人工组织工程皮肤及其制备方法
简介 通过将干细胞与纳米纤维膜进行层层自组装共培
[1] 丁斐，刘伟，顾晓松.再生医学[M].北京：人民卫生出版社，2012：118-134. [2] 刘昌胜.生物医学工程[M].上海：华东理工大学出版社，2012：100-103. [3] 中国科学院.中国学科发展战略：再生医学[M].北京：科学出版社，2015：146-149. [4] 刘少辉，车七石.含活细胞的组织工程皮肤及其制备方法[P].中国专利：
CN201710562163.2，2017.11.07. [5] 车七石.一种含附属器的组织工程皮肤及其制备方法[P].中国专利：
CN201710393695.8，2017.09.29. [6] 李学拥，王红军，李跃军等.纳米纤维膜与干细胞层层叠加的人工组织工程皮肤及其
制备方法[P].中国专利：CN201710577134.3，2017.11.17.
除去，再进一步做自体刃厚皮片或培养的自体表皮细胞膜片覆盖；
优点：可永久性地修复创面，产生瘢痕少，伤口挛缩小，外形佳； 异种牛胶原未导致明显的免疫反应；
缺点：移植后还要再进行二次表皮移植； 8
产品介绍与对比
➢ Dermagraft
美国先进组织科学公司研制的一种高分子合成支架网-成纤维细胞真皮替代物； 以PGA为材料制备支架，并接种从新生儿包皮获取的成纤维细胞，成纤维细胞在支架
人工组织工程皮肤制备过程示意15图
✓ 皮肤附属器结构再生机制研究； ✓ 组织工程皮肤支架材料的血管化研究； ✓ 将黑色素细胞与Langerhans细胞构建入皮肤研究； ✓ 同种异体成纤维细胞和表皮细胞的抗免疫排斥研究； ✓ 应用患者自体瘢痕组织构建真皮支架的研究；
……
16
谢谢大家~
17
参考资料
✓ 谷酰胺肽的加入提高了皮肤的韧性和弹性， 有利于提高其机械强度，同时谷酰胺肽与 人体有较好的亲和性；
✓ 仿真皮层中含有的角朊细胞与成纤维细胞 生长无序，可以有效增加组织工程皮肤的 韧性，提高创面愈合效果；
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一种含附属器的组织工程皮肤及其制备方法 申请号：CN201710393695.8
简介
本发明通过尿液细胞转染诱导产生多能干细胞，继续诱导产生充质干细胞， 由充质干细胞分化形成表皮细胞、成纤维细胞和毛囊细胞，与生物支架材料 羊膜构建含有附属器的组织工程双层皮肤；
分类
• 表皮替代物：体外培养自体表皮细胞膜片，形成复层上皮，再植回患者，修复缺 损皮肤。缺点是抗感染能力差、难以移植、与创面结合不稳固。
• 真皮替代物：主要采用胶原-GAG、胶原凝胶、PGA/PLA网、尼龙网等作为真皮 支架材料，结合成纤维细胞、表皮细胞培养成皮肤替代物。
• 复合皮肤替代物：将表皮与真皮替代物结合起来构建的接近正常皮肤结构的一种 皮肤替代物，代表着目前人工皮肤研究的方向。