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2024年7月18日发(作者:)

四川医学2010年1t月第3l卷(第11期)Sichuan Medical Journal,2010,Vo1.31,No.11 ・1573・ 

●基金论文● 论著 

基于pADM的组织工程化皮肤修复新西兰兔皮肤损伤 

但卫华 l2I ,关林波 ,李 凯 ,刘学旭 ,王康建 ,但年华 ,林 海 ,米贞建 

(1.四川大学制革清洁技术国家工程实验室,四川成都610065;2.四川大学生物医学工程技术研究中心,四川成都610065; 

3.核工业416医院整形美容创伤外科,四川成都610051;4.四川大学动物实验中心,四川成都610041; 

5.成都佰乐金生物科技有限公司,四川成都610041) 

【摘要】 目的初步探讨组织工程化真皮在兔皮肤损伤修复中的作用。方法利用组织工程化真皮移植法进行 

兔皮肤损伤修复,观察修复过程,比较其修复效果,并进行组织学观察和BrdU免疫组化染色观察。结果实验组修复效 

果优于空白组,实验组愈合时间为(18.2+3.8)d,空白组为(28+2.3)d。结论猪脱细胞真皮基质材料具有良好的生物 

相容性和功能性,具有优良的体表创伤修复潜力;构建组织工程化真皮亦是一种有潜力的人体体表创伤修复方法。 

【关键词】 兔皮肤;猪脱细胞真皮基质;组织工程化皮肤;创伤修复 

【中图分类号】R-332 【文献标识码】A 【文章编号】1004-0501(2010)11—1573-03 

Study on injured skin in new zealand rabbits healing with tissue-engineering skin based pADM.DAN Wei—hna . 

GUAN Lin-bo ’ ,LI Kai ,et a1.1.National Engineering Laboratoryfor Clean Technology ofLeather Manufacture,Sichuan Universi— 

ty,Chengdu,Sichuan 610065;2.The Research Center ofBiomedicien Engineering,Sichuna University,Chengdu,Sichuan 610065; 

3. 416 Hospital ofChina Nuclear Industyr Ministyr,Chengdu,Sichuan 610051,Chian 

【Abstract】 Objective Preliminary research the tissue engineered skin material in the process of rabbit skin wound re- 

habilitation.Methods The porcine aeellular dermal matirx(pADM)based tissue engineering materials which were prepared 

with rabbit fibroblast were employed to the healing of skin wound.The processes were observed and compared with the control 

where pADM were applied,and hte histological method and BrdU immunohistochemical staining were wtilized.Results The heal— 

ing time of experimental group,which was(18.2+3.8)d,was shorter than the control group,which was(28+2.3)d.And the ap— 

pearance of the former group Was better than the latter as wel1.Conclusion The tissue-engineering skin materila prepared with 

pADM which has excellent tissue biocompatibility and function is potential applied in human wound healing. 

【Key words】rabbit skin;porcine acellulra dermal matirx(pADM);tissue engineering skin;wound helaing 

皮肤是人体最大的器官,是与外界环境相接触的 

屏障,对维持机体内环境的稳定和阻止微生物入侵起 

1材料与方法 

重要作用。各种创伤(如烧伤)引起大面积皮肤缺损 

1.1 材料和试剂:脱细胞真皮支架材料,由江阴奔翔生 

后,可导致体内水分、电解质和蛋白质等大量丢失,破 

物科技有限公司提供;新西兰兔,体重为2.0~2.2kgo- 

坏人体内环境稳定,加上微生物侵人引起局部和全身 

动物等级质量为一级,合格证号为川实动管第70号,由 

感染,严重的可能危及生命…。由于烧伤、机械损伤 四川大学实验动物中心提供。速眠新,军事医学科学院 

和糖尿病等造成皮肤缺损的患者每年都达上千万 J。 

军事兽医研究所;即用型SABC(兔IgG)免疫组化试剂 

及时封闭创面,是成功救治大面积深度烧伤患者的关 

盒、抗体稀释液、浓缩型DAB试剂盒,均为武汉博士德 

键之一,所以寻找一种理想的皮肤替代物已经成为医 

生物工程有限公司生产。 

学上一个亟待解决的难题。利用组织工程的原理构建 

1.2主要仪器和设备:倒置相差显微镜照相系统,0一 

的人工皮肤替代物,有望解决临床皮肤缺损修复中供 

lympus IX70,JAPAN;离心机,Heraeus Varifuge 3.ORS, 

体皮肤不足的问题。脱细胞真皮基质(acellular dermal 

Germany;550型酶联免疫仪,BIO.RAD,JAPAN;无菌 

matirx,ADM)具有真皮模板作用、组织屏蔽作用以及 

超净工作台,苏州净化设备厂;MP120.1型电子天平, 

引导组织再生等功能。本实验在脱细胞真皮支架材料 

上海第二天平仪器厂;电动移液器,英国Jencons公司; 

上种植皮肤种子细胞,制备出组织工程化真皮,并进行 

tuttnauerM/MK半自动蒸汽灭菌器,美中互利工业公 

了新西兰兔损伤皮肤的移植修复实验 ,探讨组织工 

司。 

程化真皮移植后修复缺损皮肤的效果,为临床应用提 

1.3实验方法 

供理论依据。 

1.3.1兔皮肤成纤维细胞的分离:取新西兰免5只, 

标号分别为I~V号,每只兔以脊柱为分界,左边为A 

【基金项目】 成都市科技计划资助项目(编号:06GGYB965 GX-030) 

1574・ 四川医学2010年11月第3l卷(第11期)Sichuan Medical Journal,2010,Vo1.31,No.1l 

实验组,右边为B对照组。A组为用组织工程化真皮 

切取创面移植物,进行常规石蜡切片苏木精一伊红染色 

观察。于术后3个月,耳缘静脉注射空气栓塞处死新 

修复兔皮肤缺损方法,B组为对照脱细胞真皮支架材 

料。对兔皮肤成纤维细胞(FB)进行离和培养,细胞标 

号对应分别为I—V号。培养至第2—3代的成纤维 

细胞,在细胞移植前24h,以含10 ̄mol/L BrdU标记物 

西兰兔,取创伤处愈合新生皮肤组织行常规石蜡切片 

苏木精一伊红染色。④BrdU免疫组化染色观察:于术 

后第7天切取创面移植物,进行BrdU免疫组化染色观 

的培养液孵育。临用前加入质量浓度为0.25%的胰 

蛋白酶消化,离心收集细胞,调整细胞数为4×10 爪/ 

m1备用。 

察。BrdU免疫组化染色按试剂盒推荐步骤进行。 

2结果 

1.3.2组织工程化真皮的构建:取6孔板,复合培养 

2.1创面愈合观察:A组:组织工程化真皮移植于新 

前将脱细胞真皮支架材料修剪成直径为4cm的圆形, 

轻轻放人6孔培养板孔内。分别从相应标号的细胞悬 

浮液中吸2ml,均匀注入6孔培养板含材料的其中两 

孔中。将孔板置于含5%二氧化碳培养箱,在(37± 

2)cC温度下培养8d,每隔2~3d换一次液。将细胞与 

材料的复合物定义为组织工程化真皮。 

1.3.3兔皮肤损伤修复移植:①皮肤损模型的建立: 

新西兰大白兔经速眠新(0.15ml/kg)麻醉后,俯卧位 

固定,术区脱毛,脊柱偏腹侧部自脂肪层切除全层皮肤 

至肌肉筋膜,创面大小约4cmx8cm。创面建立后,用 

生理盐水以及适量青霉素液浸洗创面,并用凡士林油 

纱覆盖创面,最后用无菌于纱布进行包扎。②植皮过 

程:A组植皮过程:暴露新西兰兔皮肤创面,用生理盐 

水清洗创面2次;无菌条件下打开装有组织工程化真 

皮的培养板,辨清正反面(正面为含FB的真皮层),用 

镊子取出组织工程化真皮,使真皮层向下平铺于新西 

兰兔脊柱左边的创面上,将材料适当拉伸并轻压组织 

工程化真皮,驱赶皮片下的气泡;用单层凡士林纱布覆 

盖组织工程化真皮,油纱上覆盖纱布,以0号丝线进行 

反包扎缝合固定。B组植皮过程:建立新鲜皮肤损伤 

模型后,用生理盐水清洗创面2次;用单层凡士林纱布 

覆盖猪脱细胞真皮基质材料,再覆盖纱布,以0号丝线 

进行反包扎缝合固定。③术后护理:术后给新西兰兔 

套上特制“护甲”,防止其撕咬创面纱布,并单笼常规 

饲养,给予自由饮食,观察动物的精神状态。为预防感 

染,术后肌注青霉素3d。在无感染的情况下,于术后 

7d首次打开包扎,取少量创面上的材料进行固定,行 

苏木精.伊红染色观察。其后,每天观察创面大小,并 

研究分析创面愈合规律。 

1.3.4兔皮肤损伤修复效果检测:①创面愈合观察: 

在术后拆包后,观察伤口变化,有无感染。观察创面愈 

合情况及移植物与自体正常皮肤融合情况及有无排斥 

情况。②创面收缩率的测定:分别于术后第7天到完 

全愈合称重并观察皮片的外表情况,用游标卡尺测量 

各组仓 面实际面积,计算创面收缩率(%),计算公式 

为:创面纠缩率=(原创面总面积一检测时创面面积)/ 

原创面总面积×100%。③组织学观察:于术后第7d 

西兰兔创面上,其随形性好,能很好地贴附创面。实验 

动物在麻醉、清醒均可自由活动,精神及饮食如常。组 

织工程化真皮组拆包时,见材料与创面粘连紧密,色泽 

红润,质地柔软,皮面有些许裂痕,无浮动现象,创面及 

周围炎性反应不明显,移植物下无积血、积脓及坏死, 

创面无明显渗出。至9d左右,组织工程化真皮表层逐 

渐干燥,分裂成数块,并以不规则形状与创面脱离。在 

进一步的观察中,见组织工程化真皮进一步干燥、与创 

面脱离,最终创面愈合,愈合时间大约为14d左右。新 

生表皮表面光滑平整,与周边正常皮肤比较,无明显凹 

陷或凸起。B组拆包时,见创面上有积液,并结痂。新 

生表皮表面不光滑,与周边正常皮肤比较,显“x”型瘢 

痕,触感差异明显。 

2.1.1创面收缩率对比:术后3周各组创面收缩率数 

值见表1,第4周基本愈合。 

表1术后3周两组创面收缩率( ±s) 

2.1.2创面愈合时间:各组创面愈合时间分别为:A 

组(18.2+3.8)d,B组(28±2.3)d。 

2.2组织学观察 

2.2.1支架材料的组织学观察:A组移植术后7d,组 

织学染色观察见切片清晰地分为宿主自体基底膜与真 

皮基质两部分,两者连接紧密,自体皮与脱细胞真皮支 

架材料之间有一层明显的浓染细胞核,具体为何种细 

胞需进一步进行研究探讨。细胞长人脱细胞真皮支架 

材料内部纤维,并伴有少量微细血管。脱细胞真皮支 

架材料与创面皮下组织连接较好,未见汗腺及毛囊等 

皮肤附件结构形成,表皮层有少量细胞。 

2.2.2新生皮肤组织的组织学观察:根据A组新生 

皮肤组织组织染色观察,皮肤的结构层次清晰,表皮层 

较薄,但结构较完整,角化层不明显。真皮内FB较 

多,胶原纤维较疏松、毛囊较小且密集。B组新生皮肤 

组织苏木精一伊红染色染色可见,皮肤的结构层次清 

晰,表皮层较薄,但结构较完整,角化层不明显。真皮 

内FB较多,胶原纤维较疏松、毛囊较小且密集。B组 

新生皮肤组织苏木精.伊红染色可见,皮肤的结构层次 

四川医学2010年I1月第3l卷(第1I期)S ̄huan Medwal Journal,2010,Vo1.31,No.11 ・1575・ 

清晰,表皮层较薄,结构较完整。真皮内胶原纤维很疏 

松,有很多分散毛囊,但是毛囊内细胞较少,且分布不 

均匀。 

在后续的观察期内,可见移植物逐渐干燥并脱落, 

分析主要原因有以下几种:①突然拆包使成活皮片上 

的压力骤然改变,对创面环境产生不利影响;②组织工 

程化真皮最初靠渗透的血浆营养,初步建立的新生血 

管,数量少,管腔小,血管化延迟而造成拆包后营养支 

2.3 BrdU免疫组化染色观察:A组自体皮与真皮基 

质两部分之间的连接处附着有连续的棕褐色物质沉淀 

带,为BrdU标记的阳性细胞细胞核,蓝色物质是由苏 

木精衬染的阴性细胞核。结果表明,A组移植后创面 

愈合细胞层结构主要来源于组织工程化真皮中接种的 

细胞,移植物上更多的是来自宿主本身的未标记细胞; 

持障碍;③采用油纱作为覆盖组织工程化真皮替代物 

的敷料,通透I生与保湿性难于兼顾,我们在拆包时发现 

凡士林纱布干燥。另外由于过早去除第一层凡士林纱 

布,有可能使移植的皮肤与创面结合不紧密。以上诸 

标记细胞主要还是集中在移植物的边缘,并表现一定 

的纤维走向。这些现象表明,短期移植细胞并未被受 

体细胞取代,重建移植皮肤的细胞成活。 

3讨论 

通过本实验的初步观察,利用组织工程化真皮移 

植于全层皮肤缺损创面后能短期成活,愈合效果明显 

较对照组好。A组创面愈合时间(18.2+3.8)d明显短 

于对照B组(28±2.3)d;创面愈合后,A组皮面平整, 

弹性较好,部分有皮屑脱落,无明显瘢痕形成,颜色与 

正常皮肤相似,与周围皮肤融为一体,明显优于对照 

组。这些实验结果表明,种子细胞的引入具有促进组 

织细胞生长分化,加速创面愈合的作用,其效果聪显优 

于对照组。 

从各组实验过程中的创面愈合现象可见,A组在 

7d拆包时,组织工程化真皮与创面粘连紧密,色泽红 

润,质地柔软,皮面有些许裂痕,无浮动现象,显示移植 

物已初步建立血运,并有存活迹象。在后续的实验过 

程中,移植物逐渐干燥,并分裂脱落,此过程明显加速 

了创面的愈合过程,但是其只充当了支架材料的作用, 

并未使移植物完全与机体长合在一起。通常情况下, 

决定皮肤移植物成活主要有如下三个方面的因素:创 

基条件(血运、血肿和感染等),皮片(厚度,完整性和 

新鲜程度等)和局部固定 J。本实验中选用的ADM 

与新鲜真皮不同,属于无细胞真皮支架材料,虽种植有 

种子细胞,但并没有新鲜皮片早期血管的端对端吻合 

的优势,必须重新血管化。 

在本实验中,A组皮片移植初期,从BrdU跟踪种 

子细胞生长情况来看,种子细胞存活,并沿着纤维的走 

向从创面向外生长;同时,移植物上还含有大量从机体 

长人的FB。大量FB可产生促进血管内皮细胞合成新 

生血管必须的Ⅳ型胶原,诱导外周内皮细胞前体迁移 

到移植区,并可分泌VEGF、TGF.13、IGF等多种促血管 

形成因子,促进血管内皮细胞增生分化形成新血 

管l5]。从苏木精.伊红染色来看,能看到层状的基底膜 

与移植物贴合紧密,并可见移植物内有少许毛细血管 

长人,宏观现象表现为移植物色泽红润,说明组织工程 

化真皮己初步建立血运。 

多因素导致了移植物只充当了支架材料的作用。当然 

也不排除组织工程化真皮替代物自身的局限性:①组 

织工程化真皮仅含真皮层的基本细胞成分,没有巨噬 

细胞、Langerhans细胞等免疫细胞和皮肤附属结构,因 

而缺乏免疫功能,抗感染能力较差,不利于皮片的成 

活;②组织工程化真皮替代物中无血管系统,移植于创 

面后无法快速与创基血管吻合,血管化缓慢造成营养 

支持障碍,因而降低了移植成活率;③组织工程化真皮 

替代物只具有FB,无表皮及表皮细胞,细胞层次较少, 

在创面愈合时,无法快速形成角质层。 

经过创面收缩率的测定、组织学观察和移植免疫 

组化的观察,可以对脱细胞真皮基质材料的应用性能 

给出初步结论。通过术后7d对创面的组织工程化真 

皮样品的免疫组化观察可以认为种子细胞已经在脱细 

胞真皮支架上粘附增殖,并诱导机体本身细胞进行迁 

移及分化。在术后至拆包的7d内,组织工程化真皮与 

机体建立了一定程度的血运,呈成活趋势;但是创面愈 

合后期,由于组织工程化真皮缓慢干燥,逐步与创面脱 

离,影响了其使用效果,这也表明组织工程化真皮材料 

在修复体表创伤时,特别是在创面愈合后期材料的保 

湿性与通透性对于其使用效果是有重大影响的。从本 

实验研究中实验动物创面模型最终的愈合情况来看, 

该脱细胞真皮基质材料是具有良好生物相容性和功能 

性,是具有优良的体表创伤修复潜力的,采用种子细胞 

种植于脱细胞真皮基质材料构建成组织工程化真皮的 

方法亦是一条有潜力的体表创伤修复途径。 

参考文献: 

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(收稿日期:2010-06-23) 

本文标签: 创面皮肤真皮