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      組織工程皮膚的血管化策略和未來(lái)方向

      2020-12-09 09:01:05黃聲震呂長(zhǎng)勝
      中國(guó)醫(yī)療美容 2020年4期
      關(guān)鍵詞:胞外基質(zhì)纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子

      黃聲震,呂長(zhǎng)勝

      (中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院整形外科醫(yī)院,北京,100144)

      我國(guó)每年出現(xiàn)不同類型皮膚缺損的患者高達(dá)數(shù)千萬(wàn)[1],包括嚴(yán)重?zé)齻?、軟組織壞死、腫瘤切除術(shù)等引起的廣泛全層皮膚缺損,而臨床上自體皮膚移植供區(qū)有限,所以替代人工皮膚的需求很大。

      皮膚是人體面積最大的器官,占總體重的16%并且具有1.8微米的平均表面積[2],正常皮膚分三層:表皮層主要為角質(zhì)形成細(xì)胞,相對(duì)較薄(10-100微米),起屏障的功能;真皮層較表皮厚(400-2000 微米),其中成纖維細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞外基質(zhì)提供皮膚機(jī)械強(qiáng)度,血管運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)、生物活性物質(zhì)、免疫細(xì)胞、排泄代謝廢物等;皮下組織主要是脂肪,起支持表皮和真皮、隔熱、機(jī)械保護(hù)的作用[3]。組織工程皮膚三個(gè)要素被認(rèn)為是:支架材料、種子細(xì)胞、血管形成。隨著各個(gè)學(xué)科的發(fā)展,很多開(kāi)發(fā)新血管化策略的研究取得了快速進(jìn)展。這些策略可以分為血管生成和預(yù)血管化的方法[4]。

      1 血管化策略機(jī)制

      新血管形成包括兩種的機(jī)制:血管發(fā)生(Vasculogenesis)、血管新生(Angiogenesis)。內(nèi)皮前體細(xì)胞或成血管細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)形成原始血管網(wǎng)絡(luò)被稱為血管發(fā)生,主要在胚胎發(fā)育時(shí)形成血管系統(tǒng)[5]。血管新生是指從原來(lái)的血管中生長(zhǎng)出新的毛細(xì)血管,主要負(fù)責(zé)血管網(wǎng)絡(luò)的重塑和擴(kuò)展,包括兩種不同的機(jī)制:內(nèi)皮發(fā)芽和腸套疊微血管生長(zhǎng)(IMG)[6]。內(nèi)皮發(fā)芽過(guò)程包括內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和管狀腔隙形成,IMG 通過(guò)組織折疊和組織間組織的插入到血管腔中來(lái)劃分現(xiàn)有的血管腔。血管新生可能是由缺氧引起的,缺氧會(huì)上調(diào)許多基因的表達(dá)來(lái)參與血管形成,包括NO 合酶、VEGF 和血管生成素-2,血管受到NO的影響而擴(kuò)張,并且受到VEGF 的作用而滲透性增加,主要是蛋白酶活化作用于基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)使其溶解,血漿蛋白質(zhì)滲漏出來(lái)作為臨時(shí)基質(zhì),然后內(nèi)皮細(xì)胞在整聯(lián)蛋白和基質(zhì)之間的相互作用下遷移,并在血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和其他分裂素作用下增殖,然后血管芽吻合形成血管環(huán)和網(wǎng)絡(luò)[7]。在傷口愈合過(guò)程中,VEGF 出現(xiàn)強(qiáng)烈表達(dá),其特征是微血管通透性和血管生成增加,機(jī)制是由角蛋白14 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的皮膚中VEGF 的轉(zhuǎn)基因過(guò)表達(dá)導(dǎo)致曲折的皮膚毛細(xì)血管密度增加[8],所以VEGF 在血管生成過(guò)程的起重要作用,不僅啟動(dòng)血管形成,還啟動(dòng)一系列分子和細(xì)胞事件,最終生成成熟的血管網(wǎng)絡(luò)。

      血管新生在許多病理狀態(tài)中被誘導(dǎo),例如傷口愈合、慢性炎癥,組織工程皮膚中血管化通常被認(rèn)為是通過(guò)正常血管新生過(guò)程實(shí)現(xiàn)的,主要通過(guò)內(nèi)皮發(fā)芽實(shí)現(xiàn)。而血管生成機(jī)制的研究進(jìn)一步深入,能更好的引導(dǎo)組織工程皮膚血管化的策略方向。

      2 支架層面的血管化策略

      真皮支架模仿天然皮膚真皮層,其中含有致密的微血管網(wǎng),滋養(yǎng)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞,同時(shí)它的細(xì)胞外基質(zhì)(包括膠原纖維、彈性纖維等)維持生長(zhǎng),研究發(fā)現(xiàn)人工真皮的存在就可誘導(dǎo)VEGF 的表達(dá),并促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和新血管的形成[9],說(shuō)明支架在組織工程血管化中起關(guān)鍵作用,同時(shí)支架材料及支架結(jié)構(gòu)的孔隙率、孔隙大小、機(jī)械強(qiáng)度、生物降解等均能在不同程度影響血管化。

      2.1 支架材料

      水凝膠是最常見(jiàn)的生物支架材料,是天然親水聚合物形成的三維(3D)網(wǎng)絡(luò),包括多糖(例如透明質(zhì)酸、藻酸鹽、殼聚糖和纖維素)、蛋白質(zhì)(膠原蛋白、明膠)和DNA 等,類似于天然細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)。與Integra 支架相比,交聯(lián)水凝膠的血管生成反應(yīng)顯著增強(qiáng),水凝膠處理能夠促使完整的皮膚再生[4]。膠原蛋白被證明可以促進(jìn)生物材料的血管形成,促進(jìn)人類毛細(xì)血管樣網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)形成[10]。細(xì)菌纖維素本身具有傷口愈合和組織再生特性,改良的納米復(fù)合材料能夠形成健康的肉芽和豐富血管[11]。Carriel 等[12]使用纖維蛋白-瓊脂糖生物支架開(kāi)發(fā)全層人皮膚構(gòu)建體,離體和體內(nèi)水平評(píng)估表明支架在發(fā)育4 周后保持穩(wěn)定,并且體內(nèi)植入能夠使真皮適當(dāng)分化,并且植入后第10 天存在大量成纖維細(xì)胞和血管。

      2.2 支架結(jié)構(gòu)

      2.2.1 孔徑和互連性支架結(jié)構(gòu)層面血管化主要由其孔徑和互連性決定。支架的微結(jié)構(gòu)比如孔徑率和纖維排列,可以影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移、增殖等,支架的三維結(jié)構(gòu)允許細(xì)胞的黏附增殖、向內(nèi)生長(zhǎng)并為血管生長(zhǎng)提供必要的空間,因此影響血管形成過(guò)程[13],通常認(rèn)為孔徑率需大于70%。Choi,S.W 等[14]實(shí)驗(yàn)證明孔徑>200μm 的支架有利于形成低密度和深穿透的具有大血管的血管網(wǎng)絡(luò),而孔徑<200μm 的支架有利于形成較高密度和較低穿透深度的較小血管,可用于構(gòu)建不同大小的組織。雖然孔徑對(duì)血管形成具有較大影響,孔隙互連對(duì)于生物材料支架同樣關(guān)鍵,不完全的孔隙相互連接可能限制血管長(zhǎng)入,Xiao X 等[15]通過(guò)激活PI3K/Akt 途徑,研究三維多孔β-磷酸三鈣支架互連大小誘導(dǎo)血管新生的不同作用,證明具有150mm互連尺寸的支架顯著增強(qiáng)了Akt和eNOS磷酸化,刺激NO 產(chǎn)生,不僅增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、改善內(nèi)皮細(xì)胞功能,還通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞粘附和遷移,增強(qiáng)血小板-內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)。

      2.2.2 支架加工技術(shù)常用的支架加工技術(shù)包括常用的冷凍干燥、鹽浸和傳統(tǒng)靜電紡絲技術(shù),但易形成薄片狀納米纖維,形成小而不規(guī)則的孔結(jié)構(gòu)[16]。靜電紡絲技術(shù)是允許微米或納米尺度的連接纖維的技術(shù),電紡支架的松散結(jié)合和多孔性質(zhì)有利于細(xì)胞遷移和整個(gè)支架中的均勻分布[17]。不同結(jié)構(gòu)的電紡納米纖維通過(guò)重塑細(xì)胞骨架和細(xì)胞核來(lái)影響細(xì)胞行為,對(duì)齊的納米纖維的結(jié)構(gòu)信號(hào)通過(guò)旁分泌效應(yīng)和間隙連接激活刺激細(xì)胞-細(xì)胞通訊[18]。

      生物打印是一種經(jīng)濟(jì)可行且可重復(fù)的創(chuàng)建空間組織的方法,能夠模仿健康天然的皮膚組織[19]。由于其使細(xì)胞和基于細(xì)胞的材料可以以精細(xì)的空間排列分配以模仿天然組織而成為吸引人的生物加工平臺(tái),通過(guò)構(gòu)建具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的載有細(xì)胞的支架,來(lái)實(shí)現(xiàn)微環(huán)境的再現(xiàn)[20]。Kim 等[21]將皮膚衍生的細(xì)胞外基質(zhì)首次配制成可印刷材料并保留了皮膚的主要ECM 組合物以及有利的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子,用于印刷全厚度3D 人體皮膚模型,并進(jìn)一步使用這種bioink 印刷3D預(yù)血管皮膚片。

      2.3 物理/化學(xué)修飾支架

      支架材料的物理化學(xué)性質(zhì)顯著影響其血管形成,目前生物材料的生物活性已被廣泛關(guān)注,最廣泛報(bào)道的生物玻璃(BG)(主要是離子產(chǎn)品)的化學(xué)信號(hào)能夠促進(jìn)成纖維細(xì)胞的基質(zhì)合成和內(nèi)皮細(xì)胞的分化及血管生成,在傷口愈合的早期階段,由BG 激活的成纖維細(xì)胞可以遷移到傷口部位,合成細(xì)胞外基質(zhì)作為新形成血管的床[18],并刺激成纖維細(xì)胞表達(dá)一些關(guān)鍵細(xì)胞因子和重要蛋白質(zhì)[22]。Xu Y等[18]發(fā)現(xiàn)BG離子產(chǎn)物和定向納米纖維可以協(xié)同上調(diào)血管生成生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的表達(dá),它的化學(xué)信號(hào)主要通過(guò)增強(qiáng)旁分泌效應(yīng)刺激細(xì)胞-細(xì)胞通訊,刺激內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中基質(zhì)蛋白中血管生成生長(zhǎng)因子的表達(dá)上調(diào),分泌的血管生長(zhǎng)因子進(jìn)一步誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移到傷口部位。不同刺激信號(hào)和關(guān)鍵細(xì)胞共培養(yǎng)物的組合可能是組織工程的有前景和有效的方法。近年認(rèn)為等離子處理表面活化是能夠改善血管生成的有潛力的技術(shù),Ring,A 等人[10]將低壓氬/氫等離子體處理的膠原蛋白-彈性蛋白基質(zhì)支架移植到小鼠背部皮膚折疊室中,與未處理的對(duì)照相比,這種表面活化增強(qiáng)了血管生成并加速了修飾的膠原-彈性蛋白基質(zhì)的新生血管形成。Wang X 等[23]制備了聚(L-丙交酯-共-乙交酯)(PLGA)針織網(wǎng)與膠原-殼聚糖支架(CCS)整合以獲得混合支架,PLGAm/ CCS 中的膠原蛋白-海綿仍保持多孔,相互連接并占據(jù)PLGA 網(wǎng)孔,相較僅由膠原-殼聚糖組成的支架,提高了機(jī)械強(qiáng)度。

      2.4 光合支架

      移植組織工程皮膚后血管形成時(shí)間較長(zhǎng),而氧的擴(kuò)散有限,溶解度低,消耗率高,對(duì)于較厚移植皮膚中心細(xì)胞可能會(huì)出現(xiàn)缺氧。移植皮膚內(nèi)產(chǎn)生的氧梯度與細(xì)胞的增殖直接相關(guān),也影響基因表達(dá)和基質(zhì)沉積等。Hopfner 等人[24]通過(guò)名為HULK(來(lái)自德國(guó)Hyperoxie Unter Licht Konditionierung 的縮寫(xiě))的方法將單細(xì)胞和光合微藻接種到支架中培養(yǎng)用于組織修復(fù),這種微藻顯示出高生物相容性和光合作用,將支架暴露于光照能夠觸發(fā)光合作用并且實(shí)現(xiàn)原位氧產(chǎn)生并且產(chǎn)生足夠的氧氣。

      除了氧氣之外,對(duì)這種光合支架進(jìn)行基因工程以提供其他關(guān)鍵分子,比如Myra Noem 等[25]將載有表達(dá)血管生成重組蛋白VEGF 基因的微藻接種于支架,證實(shí)除了氧之外,光合支架能夠釋放重組生長(zhǎng)因子,進(jìn)一步促進(jìn)組織再生。

      2.5 生物激活因子

      VEGF 是血管生成過(guò)程中的關(guān)鍵介質(zhì),是內(nèi)皮細(xì)胞的有效促分裂原,并能夠通過(guò)上調(diào)幾種內(nèi)皮整合素受體誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和發(fā)芽,移植單獨(dú)的VEGF 會(huì)誘導(dǎo)不穩(wěn)定的血管結(jié)構(gòu)(滲漏血管);堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)通過(guò)對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的直接作用和間接作用上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞的VEGF 來(lái)促進(jìn)血管生成,這兩個(gè)因子的協(xié)同作用通過(guò)募集平滑肌肌動(dòng)蛋白陽(yáng)性細(xì)胞來(lái)穩(wěn)定血管壁,血小板衍生生長(zhǎng)因子通過(guò)募集周細(xì)胞和分化未成熟的內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)促進(jìn)血管生成[26]。所以持續(xù)傳遞各種活性因子至真皮支架能夠促進(jìn)血管化作用,目前已成為一種廣泛的血管化策略。由于蛋白穩(wěn)定性和免疫活性的限制,這些活性因子的可持續(xù)釋放是很重要的,Li W 等[27]用明膠微球的方式作為長(zhǎng)期釋放和隨后的血管生成加強(qiáng)的平臺(tái),得到了有意義的結(jié)果。

      3 基于細(xì)胞的血管化策略

      在皮膚組織工程中增加血管生成的一個(gè)重要方法是將細(xì)胞接種到支架上,包括內(nèi)皮細(xì)胞及其祖細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、各類干細(xì)胞等,其中內(nèi)皮細(xì)胞是組成血管結(jié)構(gòu)的主要細(xì)胞,在血管化方面起著關(guān)鍵作用,但是移植細(xì)胞需要滿足以下條件:易于獲得及培養(yǎng)擴(kuò)增,存活率高,無(wú)或較低的免疫原性,不會(huì)導(dǎo)致癌變等。

      3.1 內(nèi)皮細(xì)胞

      內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)源有丟棄的包皮、人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)等,但成熟的內(nèi)皮細(xì)胞在臨床條件下不容易大量收獲并且在培養(yǎng)期間表現(xiàn)出低復(fù)制率,在3D培養(yǎng)中迅速凋亡[28],而當(dāng)種子HUVEC 經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)以組成型表達(dá)抗凋亡蛋白Bcl-2 時(shí),血管化濃度和成功植入的頻率進(jìn)一步增加,這種操作增加了HUVEC 形成成熟血管的能力,且Bcl-2 轉(zhuǎn)導(dǎo)使HUVEC對(duì)一些形式的免疫介導(dǎo)的損傷具有抗性[29]。

      內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞:內(nèi)皮祖細(xì)胞,存在于骨髓及血液中,可以誘導(dǎo)成血管內(nèi)皮細(xì)胞,參與缺血組織的血管重建和血管的內(nèi)膜化[30]??梢詮难褐蟹乔秩胄苑蛛x,具有高克隆性潛力。Dai NT 等[31]將人內(nèi)皮祖細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的混合物接種到人血漿/氯化鈣形成的凝膠支架中,結(jié)果顯示預(yù)血管化的凝膠支架在手術(shù)后顯著加速傷口愈合,組織學(xué)分析顯示傷口區(qū)域的表皮和真皮的血管形成。

      一些活性分子能夠刺激增加內(nèi)皮細(xì)胞量,蔡第心[32]使用EPO 動(dòng)員EPCs,發(fā)現(xiàn)外周血EPCs 含量更多。研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α 能夠與EPC 表面的特異性受體CXCR4(chemokine CXC receptor type4,CXCR4)結(jié)合并趨化EPC,在短時(shí)間內(nèi)動(dòng)員骨髓中EPC 進(jìn)入外周血,并介導(dǎo)外周血中的EPC 遷移、歸巢到缺血缺氧組織局部,促進(jìn)血管新生及損傷血管的再內(nèi)皮化,利用過(guò)表達(dá)SDF-1α 基因的方法,有學(xué)者構(gòu)建了一種自動(dòng)捕獲內(nèi)皮祖細(xì)胞的新方法來(lái)促進(jìn)皮膚替代物血管化,為促進(jìn)組織工程皮膚快速血管化提供了新思路[33]。

      微環(huán)境能在一定程度上影響血管形成,極低頻電磁場(chǎng)處理可以促進(jìn)人工皮膚快速形成血管結(jié)構(gòu),而且促進(jìn)新血管受體的血管結(jié)構(gòu)相吻合[34]。

      3.2 成纖維細(xì)胞

      纖維蛋白是細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的良好三維支持,促進(jìn)細(xì)胞在三維框架內(nèi)的粘附和滲透,促進(jìn)細(xì)胞在三維框架內(nèi)的粘附和滲透,并促進(jìn)細(xì)胞在毛細(xì)血管樣結(jié)構(gòu)中的附著。成纖維細(xì)胞是參與傷口愈合的重要細(xì)胞,能夠分泌到一系列蛋白到三維支架的間隙中,已知這些細(xì)胞外基質(zhì)分子的存在對(duì)于內(nèi)皮細(xì)胞存活及其組織成微毛細(xì)管具有極其重要的作用[35]。胰島素通過(guò)多種不同的信號(hào)途徑誘導(dǎo)VEGF-mRNA 的表達(dá)來(lái)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增值,同時(shí)能促成成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)及膠原合成,牛震海等[36]通過(guò)給133 只大鼠注射不同濃度胰島素,發(fā)現(xiàn)小劑量胰島素能有效的促進(jìn)局部成纖維細(xì)胞的增殖并浸潤(rùn)真皮基質(zhì)。

      3.3 干細(xì)胞

      干細(xì)胞經(jīng)過(guò)非對(duì)稱性復(fù)制分化成多種組織類型,能構(gòu)建復(fù)雜組織結(jié)構(gòu),目前較理想的來(lái)源為間充質(zhì)干細(xì)胞,其中脂肪源性間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和分化能力最佳,其次是來(lái)源于骨髓和軟骨的間充質(zhì)干細(xì)胞[37]。脂肪源性干細(xì)胞具有來(lái)源豐富,低免疫原性,幾乎不表達(dá)MHC I 類抗原,低表達(dá)MHC II 類抗原,還具有免疫抑制特性[38],并且體外擴(kuò)增方便,分泌多種生長(zhǎng)因子,也能通過(guò)旁分泌作用于成纖維細(xì)胞并分泌Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白,促進(jìn)表皮細(xì)胞再生,促進(jìn)創(chuàng)面愈合及組織血管化[37],被認(rèn)為是再生醫(yī)學(xué)的主要候選者。Meruane MA 等[38]通過(guò)成年大鼠的腹股溝區(qū)域分離脂肪來(lái)源的干細(xì)胞接種至皮膚替代物48 小時(shí),然后植入同一只大鼠,數(shù)據(jù)表明血管分布的增加和膠原的合成。

      誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)具有巨大的潛力,Lin W 等[39]建立人類iPSCs 作為皮膚組織工程的潛在細(xì)胞來(lái)源,通過(guò)誘導(dǎo)具有堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的iPSC 衍生的間充質(zhì)干細(xì)胞(iPSC-MSC)來(lái)獲得具有血管生成和角蛋白原分化潛能的表皮樣細(xì)胞系(bFGF)或角質(zhì)形成細(xì)胞生長(zhǎng)因子(KGF),這種具有血管生成和角質(zhì)形成分化潛能的細(xì)胞系為構(gòu)建良好血管化和角質(zhì)化的組織工程皮膚提供了有希望的新細(xì)胞來(lái)源。

      皮膚中的毛囊干細(xì)胞、毛乳頭細(xì)胞等也是有希望的細(xì)胞來(lái)源,通過(guò)明膠-軟骨素-6-硫酸鹽-透明質(zhì)酸支架接種血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子165 修飾的毛囊干細(xì)胞能促進(jìn)皮膚替代物中的血管形成[40]。劉坡等[41]用同種異體脫細(xì)胞真皮基質(zhì)為支架,并在真皮乳頭側(cè)種植毛乳頭細(xì)胞的方法,證實(shí)毛乳頭細(xì)胞可促進(jìn)移植皮膚替代物血管形成,能夠增加組織工程皮膚存活率。

      4 基因?qū)用?/h2>

      4.1 MicroRNAs

      MicroRNAs 是小的非編碼RNA 片段(19-24 個(gè)核苷酸),通過(guò)增強(qiáng)信使RNA 的降解、阻礙mRNA 的翻譯等來(lái)影響基因的表達(dá)并控制細(xì)胞的行為,進(jìn)而改變皮膚的生物活性環(huán)境;因?yàn)樗捏w積小、半衰期長(zhǎng),所以MicroRNA 能夠持續(xù)、精確的并且可控的調(diào)節(jié)細(xì)胞行為,在組織工程皮膚領(lǐng)域,主要是通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、增生、形態(tài)等,在促進(jìn)血管形成方面起到重要作用[3],目前認(rèn)為促血管生成miR 是miR-126和miR-132,但臨床血管生成控制仍在研究中[42]。Devalliere J 等[43]使用靶向納米粒子將miR-132 轉(zhuǎn)染內(nèi)皮細(xì)胞,與移植脂質(zhì)到免疫缺陷小鼠相比,實(shí)驗(yàn)組能使每平方毫米的微血管數(shù)量增加2 倍以上。

      4.2 基因轉(zhuǎn)染

      近年來(lái),基因工程發(fā)展迅速,以轉(zhuǎn)導(dǎo)生物活性因子基因?yàn)橹?,張向榮等[44]用脂質(zhì)體介導(dǎo)hVEGF165 基因的方式轉(zhuǎn)染人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,結(jié)果顯示該種人工皮膚較對(duì)照組有效促進(jìn)組織工程皮膚的早期血管化及改善創(chuàng)面愈合。Xie WG 等[45]用VEGF 腺病毒載體轉(zhuǎn)染人成纖維細(xì)胞,然后將遺傳修飾的成纖維細(xì)胞接種在Integra 人造皮膚上,24 小時(shí)后Integra 貼片被移植到裸鼠的全層皮膚缺損上,結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組血運(yùn)重建條件明顯優(yōu)于對(duì)照組。Lord MS 等[46]通過(guò)冷凍干燥制備殼聚糖支架,并裝載編碼perlecan 結(jié)構(gòu)域I和VEGF189 的質(zhì)粒DNA,觀察大鼠傷口愈合表明該支架具有誘導(dǎo)血管生成和傷口愈合的潛力。郭瑞等[47]將壓縮DNA 形成納米復(fù)合粒子,再通過(guò)物理吸附的方法負(fù)載到膠原-殼聚糖支架上,緩釋出來(lái)的TMC/DNA微粒中的DNA 由于其超螺旋結(jié)構(gòu)而具有較高的細(xì)胞轉(zhuǎn)染能力,相較對(duì)照組,新生血管數(shù)和成熟血管數(shù)都得到明高提高。

      5 細(xì)胞膜片技術(shù)

      細(xì)胞膜片技術(shù)是指細(xì)胞在體外連續(xù)培養(yǎng)形成由細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)組成的復(fù)層生長(zhǎng)的膜片,其中細(xì)胞自分泌豐富的細(xì)胞外基質(zhì)作為內(nèi)源性支架,保持完整的細(xì)胞-細(xì)胞連接和細(xì)胞外基質(zhì)[37]。Hasegawa A 等[48]用細(xì)胞片技術(shù)和離心技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種快速細(xì)胞片-組織制造系統(tǒng),能保持細(xì)胞活力和組織的細(xì)胞因子生產(chǎn)能力,且不會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞損傷,這一新系統(tǒng)將成為基于細(xì)胞片的組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的強(qiáng)大工具,并加速細(xì)胞片在臨床應(yīng)用中的應(yīng)用。

      6 展 望

      過(guò)去幾十年的組織工程皮膚領(lǐng)域的快速發(fā)展,已經(jīng)有了顯著的成果,隨著研究的深入,相信能夠快速血管化的組織工程皮膚能夠在不久的將來(lái)生產(chǎn)出來(lái)。這不僅能夠解決皮源短缺的問(wèn)題,同時(shí),組織工程皮膚有助于藥物的篩選、配方開(kāi)發(fā)、化學(xué)和化妝品測(cè)試以及基礎(chǔ)研究等。除此之外,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,運(yùn)用目前快速發(fā)展的科技與組織工程皮膚結(jié)合的研究也在進(jìn)行中(比如電子傳感器、表皮電子等)[2]。相信這些會(huì)是未來(lái)的發(fā)展方向。

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