[发明专利]生物反应器组织工程活性人工皮肤产业化生产含有活化素A的无血清培养液及其配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学组织工程领域，特别是涉及生物反应器、细胞组织工程、活性人工皮肤大规模产业化生产含有活化素A的无血清培养液。

背景技术

皮肤是人体最大的组织器官，也是人体最重要的器官之一，它主要有三部分组成，即最外面的表皮层，中间的真皮层和最下面的皮下组织构成。表皮层和真皮层之间含有基底膜，皮肤组织工程经历了从表皮替代物、真皮替代物到具有双层结构的复合组织工程皮肤的阶段，有关基础研究及应用研究有了很大的进展，但如何能够大规模地产业化地体外生产组织工程皮肤，一直是一个挑战，难题至今没能解决。阻碍了组织工程皮肤的临床应用及产业化。

目前，市场上还没有应用于生物反应器大规模产业化生产组织工程活性皮肤的培养液。目前现有的实验室用于组织工程皮肤研究的培养液在试剂的稳定性、细胞培养效果及细胞培养的时间等方面存在明显的不足。而且配制过程使用过程操作繁琐复杂，不能用于大规模皮肤细胞的培养，经检索，具有高稳定性，操作简单，能够用于生物反应器大规模及产业化生产组织工程活性人工皮肤的培养液至今还没有见到公开资料。

虽然目前有各种细胞培养液，但这些培养液一是成本高，二是不能用于大规模地产业化地生产和培养。含有活化素A的本培养液及其配制方法目前没有报道。

生物组织工程学是应用生命科学和组织工程学的原理与方法，研究发展用于修复、增进或改善人体各种组织或器官损伤后功能和形态的一门新兴学科。是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一个新的里程碑。生物组织工程的核心，是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体，其具体方法是将体外培养的高浓度的与功能相关的活细胞种植于细胞外基质上(ECM)，然后移植到动物体内达到新的有功能的组织目的。与传统的方法相比较，其最大的优点在于：(1)形成具有生命力的活体组织，对损伤或病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代；(2)可以用较少量的组织细胞(种子细胞)经体外培养扩增后，来修复大块的组织缺损；(3)可按组织、器官缺损情况任意塑形，达到完美的形态修复。

将组织工程学应用于人工皮肤的研发和生产，将会带来极大的社会效益和经济效益。据WHO统计，中国每年约有九百万烧烫伤病人的抢救治疗是目前临床上一大挑战，特别是目前经济处于快速发展和转型时期，工伤和意外事故频繁发生，常常导致人体大面积烧烫伤的发生。由于大面积深度烧烫伤，过多的全层皮肤毁坏，而导致屏障功能丧失及及免疫调节失衡，产生感染，水电解质系乱等造成病人因脓毒症和脏器功能衰竭而死亡。因此，早期创面覆盖和皮肤移植以减轻脱水和预防感染是目前临床上抢救治疗大面积烧烫伤病人的主要措施。对于大面积烧烫伤病人，由于自体健康皮肤有限，临床上最初采用猪皮或异体人类皮肤作为移植材料。但是免疫排斥反应使得移植皮肤难以成活。由此可见，烧烫伤病人皮肤移植所面临的挑战是皮源的紧张和免疫排斥反应。

自体皮源不足是大面积烧烫伤病人救治过程中的难题。尽早在功能和外观上修复创面对降低大面积烧烫伤病人的死亡率，提高生存质量和重返社会极为重要。因此，尽快地突破组织工程人工皮肤大规模研发和生产的瓶颈，是关系到整个人类社会和经济发展的大事情。该培养液的问世，从技术上解决了人工皮肤大规模化生产的难题，将极大地推动活性人工皮肤的发展。目前已研制出各种不同功能的人工皮肤替代品，部分已经商品化并应用于临床。

皮肤由表皮，真皮和皮下组织组成，是人体最大的组织器官，也是人体最重要的器官之一，它最重要的功能是屏障功能，保护人体免受外界的伤害，同时具有温度调节，感觉，防止紫外线辐射等其他重要的功能。烧烫伤是一种常见的创伤，特别是大面积烧烫伤，如果得不到及时的救治，病人将会发生体液流失，外来菌体入侵，因感染而死亡，而目前烧烫伤还没有有效的治疗方法。烧烫伤最主要的治疗手段就是皮肤移植，而大面积烧烫伤病人缺乏自己可利用的皮肤，没有足够的皮肤覆盖，将会危及病人的生命及引起一系列的并发症。