[发明专利]组织工程皮肤及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及人体组织工程技术领域，具体涉及组织工程皮肤制备技术领域，尤其是涉及一种可再生毛囊和皮脂腺的组织工程皮肤及其制备方法。

背景技术

皮肤是人体抵御外界损伤的第一道屏障，皮肤是人体最大、最复杂的器官，也是烧伤创伤过程中最易受损的器官，大面积皮肤缺损会引起体液丧失，水电解质紊乱及低蛋白血症、严重感染等，而皮肤移植是解决这一问题的关键，但由于自体与异体皮肤来源和应用在某些情况下受到限制，人们一直在寻找理想的皮肤替代物。皮肤组织工程为有希望解决这一问题的途径之一。皮肤组织工程是一门新兴的边缘学科，是目前最接近成功的组织学产品。它是利用生物学和工程学原理研研究，构建出用于修复、维持和改善损伤组织功能的组织替代物——组织工程皮肤，其核心是创造出一种三维生长支架，将种子细胞(目前主要是表皮细胞或成纤维细胞)进行体外复合培养，形成人工再生的真皮等同物或皮肤等同物，移植于需要修复、重建的皮肤病损处。

然而，目前的组织工程皮肤仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种新的组织工程皮肤。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现和工作而完成的：

组织工程皮肤由种子细胞和支架组成。种子细胞、支架材料以及细胞与支架材料相互作用的方式是构建组织工程皮肤的3个基本要素。而种子细胞的研究一直是组织工程研究的焦点之一，理想的种子细胞应具有以下特点：①具有高增殖能力和多种分化潜能；②获取容易，对取材者损伤小；③获取的种子细胞能够在体外大量扩增等。组织工程中种子细胞的研究是限制组织工程迅速发展的瓶颈，选择何种细胞作为皮肤种子细胞已成为当前研究的关键。

目前用于构建组织工程皮肤的种子细胞有人表皮干细胞、真皮成纤维细胞等。表皮干细胞为皮肤的组织特异性干细胞，在胎儿期主要集中于初级表皮嵴，至成人时呈片状分布在表皮基底层。研究表明，表皮干细胞占表皮基层细胞1％-10％，在维持皮肤生理性新陈代谢中起重要作用。随着年龄增大，干细胞数量减少，这也是小儿皮肤创伤愈合好于成年人的重要原因之一。然而，发明人研究发现，虽然表皮细胞培养在国外已应用于临床，但以表皮细胞作为组织工程皮肤的种子细胞，存在培养周期长、创面愈合后瘢痕严重的缺点，不能达到功能康复。后来人们又研制出自体表皮加异体脱细胞真皮或人工真皮联合移植的方法，但因成活率较低、人工皮降解速度过快等原因目前仍不尽人意。真皮成纤维细胞作为真皮中重要的细胞组成部分，可分泌多种细胞因子，如肝细胞生长因子、角质形成细胞生长因子、类胰岛素生长因子、TGF-0 1、前列腺素等，对表皮细胞的生长、移行和分化均有促进作用。真皮成纤维细胞作为种子细胞可以促进表皮干细胞的增殖与分化，有利于创面的愈合，但修复皮肤创伤的效果有限。

例如，目前性能最先进的含自体表皮和真皮的细胞化组织工程皮肤，在移植到伤口后能够覆盖创面，形成永久性自体表皮层，起到了隔离机体组织与外界的屏障作用，在一定程度上可替代自身植皮。该类组织工程皮肤是在海绵状胶原-黏多糖支架(C-GAG)上，先接种经扩增培养的病人自体的真皮成纤维细胞，然后再在支架的表面接种经扩增培养的病人自体角质上皮细胞(表皮细胞)，经进一步培养形成含角质化表皮层的组织工程皮肤。然而，发明人发现，这种组织工程皮肤不具有皮肤附属器官的再生能力，新形成的皮肤无毛囊、皮脂腺、汗腺等皮肤附属器官，缺少正常皮肤的许多功能。

因而，发明人进行了一系列理论研究和实验探索，旨在发现这种组织工程皮肤不能够再生皮肤附属器官的原因，以期解决该问题。最终，发明人成功发现，这种组织工程皮肤不能够再生皮肤附属器官的原因之一是作为支持(诱导)细胞的真皮成纤维细胞不具有诱导毛囊等皮肤附属器官形成的能力，换言之，该组织工程皮肤缺少具有附属器官诱导能力的细胞(皮肤附属器官，起源于皮肤形态发生时的一层多潜能的祖细胞，在某些真皮细胞的诱导下形成附属器官结构，并延伸至真皮部分)。