組織工程真皮支架材料的研究進(jìn)展

李小兵 綜述 蔣 婷 彭海濤審校

·綜述·

組織工程真皮支架材料的研究進(jìn)展

李小兵 綜述 蔣 婷 彭海濤審校

組織工程皮膚從概念提出至今發(fā)展迅速，而真皮支架材料在組織工程化皮膚構(gòu)建中具有關(guān)鍵作用。我們從3大類(lèi)真皮支架材料的理化特性，及生物適用性等方面，對(duì)該領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外最新研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，分析了各種支架材料的優(yōu)勢(shì)及仍存在的問(wèn)題，并提出未來(lái)可能的發(fā)展方向。

支架材料組織工程皮膚

皮膚是人體最大的器官，是機(jī)體與外界環(huán)境相互溝通的屏障。皮膚大面積缺損時(shí)，傳統(tǒng)的自體皮片或皮瓣移植存在皮源有限、有創(chuàng)取皮導(dǎo)致二次損傷及瘢痕形成等缺點(diǎn)。因此，在其表面覆蓋敷料極其重要[1]。隨著材料學(xué)及生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的進(jìn)展，組織工程真皮替代物成為修復(fù)缺損的重要途徑。真皮替代物為表皮細(xì)胞的附著和增殖提供了三維支架[2]，提高了表皮細(xì)胞膜片移植的成功率，從而增強(qiáng)創(chuàng)面愈合后的皮膚彈性、柔韌性及機(jī)械耐磨性，減少瘢痕增生，控制攣縮，改善了創(chuàng)面愈合的質(zhì)量。

理想的真皮替代物應(yīng)該模仿皮膚的原有功能，需具有以下特征：①有良好的生物相容性，無(wú)明顯炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)和細(xì)胞毒性，且能消除分泌物，防止感染、黏連及瘢痕形成[3]。②材料與組織細(xì)胞間有良好的界面關(guān)系，能模擬原有皮膚上的細(xì)胞外基質(zhì)，有利于細(xì)胞的黏附、鋪展和繁殖等。③材料便于加工，使其在分子水平、宏觀水平上具有理想的二維、三維空間結(jié)構(gòu)，在移植后能保持原來(lái)的形態(tài)，且具有生物可降解性和適宜的降解速率，即在體外以及植入體內(nèi)后的降解和吸收速度與細(xì)胞和/或組織生長(zhǎng)的速度相匹配。④材料可為生長(zhǎng)因子[4]的儲(chǔ)存和釋放，以及細(xì)胞的錨定，提供適當(dāng)?shù)娜S位點(diǎn)。⑤具有皮膚的機(jī)械性能及細(xì)胞器。真皮替代物主要包括人工合成材料、生物合成材料和天然生物材料真皮支架[5]，我們就真皮支架材料的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 天然生物材料皮膚支架

脫細(xì)胞真皮基質(zhì)（Acellular dermal matrix，ADM）已廣泛應(yīng)用于修復(fù)組織缺損，取材于同種異體皮或異種皮，通過(guò)化學(xué)手段去除高免疫原性細(xì)胞成分，保留真皮基質(zhì)。它能促進(jìn)表皮細(xì)胞增生、分化和基底膜的形成，種植的表皮細(xì)胞，可與脫細(xì)胞真皮基底膜面精密貼附，并誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞有序地生長(zhǎng)和分化[6]。同種異體脫細(xì)胞真皮的組織相容性要優(yōu)于異種真皮，但來(lái)源有限，并存在傳播病毒性疾病的危險(xiǎn)；異種真皮的來(lái)源廣泛，但制備復(fù)雜，且有一定的免疫反應(yīng)[7-8]。

同種異體皮為自體皮以外最好的皮膚替代物。常見(jiàn)來(lái)源為遺體捐獻(xiàn)者的皮膚，也可用小兒包皮環(huán)切所棄皮膚。無(wú)論何種來(lái)源皮膚，都應(yīng)具有供者的血、尿及其他體液的細(xì)菌培養(yǎng)和生化檢查結(jié)果[9]。同種異體皮經(jīng)化學(xué)處理后可用于皮膚缺損后的暫時(shí)覆蓋，若經(jīng)脫細(xì)胞處理成無(wú)細(xì)胞基質(zhì)，則可作為真皮支架，用于皮膚修復(fù)或軟組織填充[10-11]。

異種皮的研究在于簡(jiǎn)化制備過(guò)程，降低直至消除免疫反應(yīng)[12]。脫細(xì)胞魚(yú)皮被用來(lái)治療糖尿病和慢性創(chuàng)傷合并癥的傷口[13]，多孔的脫細(xì)胞魚(yú)皮結(jié)構(gòu)幾乎不影響單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞分泌IL-12P40、IL-10、IL-6和TNF-α。電泳顯示，其蛋白大小為115～130 KDa，為Ⅰ型膠原。這類(lèi)支架可促進(jìn)血管新生和支持細(xì)胞生長(zhǎng)，且無(wú)明顯炎癥反應(yīng)。Ramanathan等[14]在研究以星斑叉鼻鲀魚(yú)皮為原料的高度互聯(lián)三維支架發(fā)現(xiàn)，通過(guò)不同的物理化學(xué)方法合成的三維膠原海綿可表現(xiàn)出不同的特征。用掃描電子顯微鏡分析材料表明，它在微觀結(jié)構(gòu)上具有均勻的孔隙率，也具有良好的機(jī)械性能，單位面積楊氏模量為0.89±0.2 MPa。三維膠原海綿的生物相容性實(shí)驗(yàn)顯示，NIH 3T3成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞增長(zhǎng)92%?？傮w而言，此研究發(fā)現(xiàn)了一種新型組織工程皮膚傷口敷料。

單一異種脫細(xì)胞支架的不足，促使人們研究其復(fù)合及交聯(lián)后結(jié)構(gòu)，Wu等[15]研究脫細(xì)胞支架結(jié)合透明質(zhì)酸和堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子形成復(fù)合組織工程皮膚，利用豬腹膜進(jìn)行一系列生化處理，保留正常的三維組織支架結(jié)構(gòu)并去除組織抗原成分，制成異種脫細(xì)胞支架。支架聯(lián)合透明質(zhì)酸加入不同濃度的堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子，并測(cè)試其用于皮膚傷口的修復(fù)。透明質(zhì)酸可增強(qiáng)堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的吸附作用，并減緩支架中堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的釋放。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，支架中加入1 μg/mL堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子，其術(shù)后創(chuàng)面愈合率及真皮厚度明顯高于單獨(dú)支架。而直接使用凡士林油紗布覆蓋創(chuàng)面，其創(chuàng)面愈合率及真皮厚度低于單獨(dú)支架。研究還發(fā)現(xiàn)，支架內(nèi)含1或3 μg/mL堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子時(shí)，術(shù)后傷口愈合率無(wú)顯著性差異。這些結(jié)果均表明了復(fù)合脫細(xì)胞支架的可行性，在真皮支架治療方面具有很大潛力。

不同種類(lèi)、不同組織來(lái)源的異種皮具有不同的潛力。羊膜是胎盤(pán)上的一種的薄膜狀組織[16]，主要含有膠原和層黏連蛋白、成纖維結(jié)合蛋白等成分，將羊膜經(jīng)脫細(xì)胞處理后，所留下的無(wú)細(xì)胞結(jié)締組織稱(chēng)為脫細(xì)胞羊膜，具有合理的力學(xué)特性，且能減少免疫排斥反應(yīng)[17-18]，不僅具有生物支架所必需的三維結(jié)構(gòu)，而且具有促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的生物活性分子。Gupta等[19]將山羊尸體肺組織經(jīng)細(xì)胞酶處理制成脫細(xì)胞支架材料，此支架具有天然的細(xì)胞外基質(zhì)和三維結(jié)構(gòu)。DNA定量測(cè)定、HE染色證實(shí)，支架中肺組織的細(xì)胞成分丟失。脫細(xì)胞支架的SEM分析顯示，肺組織保存了完好的內(nèi)在多孔結(jié)構(gòu)，并且各孔隙相互連通。紅外光譜分析證明，脫細(xì)胞支架的膠原蛋白結(jié)構(gòu)完整，未變性。MTT法、掃描電鏡和HE染色分析接種在脫細(xì)胞支架上的皮膚間充質(zhì)干細(xì)胞，結(jié)果顯示干細(xì)胞在脫細(xì)胞支架上附著、增殖，表現(xiàn)出良好的生物相容性?；驒z測(cè)顯示間充質(zhì)干細(xì)胞表達(dá)完整，能很好地新生皮膚以愈合創(chuàng)口。

天然生物材料真皮支架的優(yōu)點(diǎn)：①具有完整的膠原三維真皮支架結(jié)構(gòu)；②具有良好的生物組織相容性；③具有合適的孔隙半徑及孔隙率，能引導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)；④降解速率與機(jī)體改建速率接近。其缺點(diǎn)：①合適的天然生物材料來(lái)源有限；②制作工藝復(fù)雜，制作成本較高，難以形成規(guī)模；③存在傳播疾病的風(fēng)險(xiǎn)；④成分及未知因素檢測(cè)復(fù)雜。

2 生物合成皮膚支架

細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）是由動(dòng)物細(xì)胞合成并分泌到胞外，分布于細(xì)胞表面或細(xì)胞之間的大分子，主要是一些多糖和蛋白或蛋白聚糖，這些物質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，支持并連接組織結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)組織的發(fā)生和細(xì)胞的生理活動(dòng)[20]。ECM中蛋白質(zhì)的特異性排列對(duì)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、黏附、遷移、分化和增殖等方面起關(guān)鍵作用，可以把ECM看成是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)和化學(xué)反應(yīng)的發(fā)起者。以天然真皮ECM的各種組成成分可以合成真皮支架材料，也可以?xún)H用其中最重要的成分，比如膠原來(lái)進(jìn)行合成[21]。

膠原是動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，由成纖維細(xì)胞產(chǎn)生并分布于結(jié)締組織，是細(xì)胞外基質(zhì)中的框架結(jié)構(gòu)[22]。因此，膠原基質(zhì)是最早開(kāi)發(fā)的真皮替代物，常見(jiàn)成品有膠原海綿支架和膠原凝膠支架兩類(lèi)。其降解產(chǎn)物毒副作用小，添加不同交聯(lián)劑可改變降解速度，也可增強(qiáng)力學(xué)特性，添加不同藥物可達(dá)到不同治療效果。Shekhter等[23]在膠原支架中添加谷胱甘肽，使得傷口完全愈合時(shí)間明顯縮短，創(chuàng)面組織病理學(xué)顯示藥物支架可加快肉芽組織增生，使創(chuàng)面早期纖維轉(zhuǎn)化為上皮。膠原支架研究日趨成熟，其成品已被認(rèn)可，并用于臨床[24]。這類(lèi)材料覆蓋創(chuàng)面后在減輕疼痛，控制水分丟失，控制感染，促進(jìn)真皮再生等方面令人滿(mǎn)意。

其他生物材料合成支架，包括殼聚糖、透明質(zhì)酸類(lèi)等[25]。Mineo等[26]以冷凍干燥法將透明質(zhì)酸和膠原蛋白制作成基礎(chǔ)支架，以帶或不帶表皮生長(zhǎng)因子作為實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組。結(jié)果表明，含有生長(zhǎng)因子的人工真皮可以促進(jìn)血管生長(zhǎng)、抑制炎癥反應(yīng)和提高自體皮移植后的成活率。殼聚糖是一種天然聚陽(yáng)離子多糖，在生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、降解性等方面具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)[27]。Sarkar等[28]將殼聚糖與膠原制成納米纖維支架用于組織工程皮膚的研究。研究采用靜電紡絲技術(shù)制備殼聚糖支架后，吸收膠原溶液形成交聯(lián)聚合物，經(jīng)冷凍干燥成型。支架具有接近天然細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，支架的理化性能，包括拉伸強(qiáng)度、溶脹行為，和生物降解性等均滿(mǎn)意于預(yù)期的應(yīng)用。3T3成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞在該支架上均能生長(zhǎng)良好。

殼聚糖被認(rèn)為是再生醫(yī)學(xué)中一種有前途的生物活性聚合物。Romanova等[29]將殼聚糖作為皮膚支架材料的修飾成分，比較純膠原蛋白支架、純殼聚糖支架和兩者混合物支架的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。與膠原蛋白支架相比，純殼聚糖支架抑制成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)，只形成了特定的細(xì)胞集團(tuán)，呈球狀體，失去合成天然細(xì)胞外基質(zhì)的能力。然而，殼聚糖作為一種膠原蛋白添加劑則可刺激成纖維細(xì)胞的增殖活動(dòng)，并可改善膠原支架的機(jī)械性能。殼聚糖作為額外的交聯(lián)劑的有效性還表現(xiàn)在它能顯著提高膠原蛋白支架的抗纖維母細(xì)胞收縮。由此可知，使用殼聚糖作為等價(jià)物填充皮膚細(xì)胞支架是不切實(shí)際的，但可以作為有效的聚合物。Han等[30]設(shè)計(jì)了一種新的明膠-殼聚糖海綿支架，并研究了殼聚糖和明膠的比例對(duì)支架形態(tài)、孔徑、孔隙率、吸水能力、保水能力和降解性能的影響。結(jié)果表明，海綿支架孔徑范圍為120～140 μm，具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率高（＞90%），吸收能力強(qiáng)（＞1 500%），保水能力強(qiáng)（＞400%），且28 d降解率為38.3%～53.9%。生物相容性結(jié)果表明，細(xì)胞活性不受海綿性質(zhì)的影響，并在21 d內(nèi)促進(jìn)細(xì)胞黏附和增殖。體內(nèi)評(píng)價(jià)表明，海綿支架對(duì)細(xì)胞提供有效支持和附著，以促進(jìn)皮膚傷口愈合。

組織工程支架材料通常是用從動(dòng)物組織中提取的蛋白質(zhì)，如牛皮、豬皮等，但動(dòng)物源性的材料具有超敏反應(yīng)和致病菌污染等風(fēng)險(xiǎn)。人源性蛋白雖可降低過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)，但擁有疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)。Willard等[31]研究植物源性皮膚組織工程膠原支架，利用植物材料提供的膠原蛋白替代重組人蛋白，這些材料沒(méi)有疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)，且?guī)缀鯖](méi)有過(guò)敏反應(yīng)。采用靜電紡絲或冷凍干燥技術(shù)可分別將植物來(lái)源的類(lèi)人膠原蛋白和牛皮膠原制成組織工程支架，電紡非織造材料和凍干海綿具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。類(lèi)人膠原蛋白支架支持人原代細(xì)胞的附著和增殖，與牛皮膠原相比具有同等或更高的作用。當(dāng)激活的THP-1巨噬細(xì)胞暴露在支架中時(shí)，其相比普通膠原支架產(chǎn)生的IL-1β顯著降低，表明植物來(lái)源的類(lèi)人膠原蛋白是一種良好的支架原料來(lái)源，可降低支架應(yīng)用中的過(guò)敏反應(yīng)或疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)。Suganya等[32]發(fā)現(xiàn)，蘆薈有促進(jìn)創(chuàng)面愈合的作用，當(dāng)它與高彈性強(qiáng)度的絲蛋白通過(guò)靜電紡絲制備成混合真皮生物材料后，可與哺乳動(dòng)物細(xì)胞表現(xiàn)出良好的相容性。理化性質(zhì)顯示，支架具有適度的親水性能和理想的拉伸強(qiáng)度，并且種植其上的成纖維細(xì)胞可良好增殖，與對(duì)照組相比，增殖效果明顯。此類(lèi)支架原材料來(lái)源廣泛，具有較強(qiáng)開(kāi)發(fā)前景。

生物材料合成真皮支架的優(yōu)點(diǎn)：①來(lái)源廣泛；②具有良好的生物相容性；③可根據(jù)需求改變支架的強(qiáng)度、孔隙率，制成合適的三維支架；④具有較小的疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)；⑤可添加適宜的生物因子促進(jìn)創(chuàng)面愈合。其缺點(diǎn)：①提取成分過(guò)程復(fù)雜，制作流程繁瑣；②仍會(huì)形成部分瘢痕；③需要二次手術(shù)移植表皮；④機(jī)械性能差，易碎。

3 人工合成皮膚支架

人工合成的高分子材料在生物相容性與細(xì)胞親和性上一般不如天然材料，但在生物降解速度、力學(xué)性能、加工性能和價(jià)格等方面有優(yōu)勢(shì)。目前應(yīng)用較多的材料包括多聚半乳糖網(wǎng)、尼龍網(wǎng)膜、聚羥基乙酸、聚乳酸（Polylactic acid，PLA）、聚乙醇酸（Polyglycolic acid，PGA）等。聚羥基乙酸是生物降解材料類(lèi)高分子中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的，其早期產(chǎn)品主要為內(nèi)固定物，但力學(xué)強(qiáng)度不夠理想，隨后逐漸發(fā)展成為纖維線和纖維網(wǎng)，部分產(chǎn)品即為真皮支架[33]。王新文等[34]研究聚乳酸材料作為人工真皮時(shí)，發(fā)現(xiàn)聚乳酸膜可以支持皮膚成纖維細(xì)胞的正常生長(zhǎng)，HE染色可見(jiàn)細(xì)胞在膜上所形成的復(fù)層化結(jié)構(gòu)?；赑LA的高強(qiáng)度、PGA的高降解速度等，可以在各種材料獨(dú)特性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用各種技術(shù)合成一系列具有不同降解速度及力學(xué)性能的共聚體[35]，通過(guò)對(duì)材料組分、組成比、分子量、分子量分布等的控制，以調(diào)節(jié)材料的生物降解速度。此類(lèi)支架可以直接用于真皮層，保護(hù)創(chuàng)面、引導(dǎo)新生血管及成纖維細(xì)胞遷移生長(zhǎng)，最終成為真皮結(jié)構(gòu)，也可以在普通支架中種植成纖維細(xì)胞，直接覆蓋于難愈合創(chuàng)面。在此過(guò)程中，支架材料逐漸被生物降解。

隨著研究深入，聚合材料顯示出了各種組分的優(yōu)勢(shì)。有文獻(xiàn)報(bào)道，采用冷凍干燥技術(shù)制成納米支架，其組成包含羥基磷灰石/聚己內(nèi)酯/殼聚糖/鹽酸四環(huán)素等成分，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌均呈陽(yáng)性。此支架具有控制植入手術(shù)過(guò)程中相關(guān)細(xì)菌感染的能力[36]。Prasad等[37]將聚己內(nèi)酯和殼聚糖溶解于甲酸和丙酮（3∶7）混合液中，制成不同質(zhì)量比的聚己內(nèi)酯殼聚糖共混溶液。通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制成合適的三維支架，該支架具有合理的孔隙結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出良好的溶脹性、拉伸強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和表面粗糙度，其疏水性降低。將小鼠成纖維細(xì)胞（L-929）種植于支架上，細(xì)胞存活并增殖。通過(guò)人角質(zhì)形成細(xì)胞（HaCaT）和L-929細(xì)胞的黏附、增殖、生存能力和肌動(dòng)蛋白分布對(duì)支架材料進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明該支架可用于臨床實(shí)驗(yàn)。

在利用不同的生物材料的特點(diǎn)和用途作為雙層支架皮膚組織工程的應(yīng)用中，PCL/明膠/Ⅰ型膠原復(fù)合納米纖維支架也表現(xiàn)出了較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值[38]。Pan等[39]設(shè)計(jì)上層生物材料采用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維膜，靜電紡絲可以對(duì)電紡超細(xì)纖維進(jìn)行調(diào)整，使之表現(xiàn)出所需的孔隙分布、高表面積與體積比，并且其結(jié)構(gòu)相似于天然細(xì)胞外基質(zhì)，可促使細(xì)胞黏附和增殖[40-41]，且機(jī)械性能穩(wěn)定。下層生物材料是由10%葡聚糖和20%明膠按（5∶5）組成的無(wú)化學(xué)交聯(lián)劑的水凝膠。葡聚糖/明膠水凝膠顯示出較高的溶脹性能，良好的抗壓強(qiáng)度，并能夠支持細(xì)胞增殖。使用兩種材料的納米纖維和水凝膠墊鑄造模擬天然皮膚組織結(jié)構(gòu)和生物功能的雙層支架。上層膜在支架上提供機(jī)械支撐，下層水凝膠提供足夠的空間，使細(xì)胞增殖并產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)。對(duì)雙層支架的生物相容性研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞活力未受影響，無(wú)細(xì)胞毒性反應(yīng)。雙層支架在皮膚組織工程領(lǐng)域具有較高前景[42]，在體外培養(yǎng)的自體表皮移植的應(yīng)用中，雙層人工真皮理論上可以減少手術(shù)應(yīng)激和嚴(yán)重?zé)齻颊叩墓﹨^(qū)并發(fā)癥。Matsumura等[43]發(fā)現(xiàn)，早期重建的表皮和真皮表現(xiàn)出幾乎正常的組織學(xué)外觀，但也發(fā)現(xiàn)基底膜蛋白的形成被推遲，這就導(dǎo)致再生皮膚非常脆弱，并易脫落。而晚期重建皮膚則非常耐用，沒(méi)有表現(xiàn)出皮膚剝離的跡象。Tsao等[44]將雙層支架間隙設(shè)計(jì)成氣液間隙，此間隙可模擬皮膚再生及愈合的微環(huán)境，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)間隙內(nèi)的氣液界面可誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞的成熟。

人工合成真皮支架的優(yōu)點(diǎn)：①良好的機(jī)械性能，降解速度具有可調(diào)控性；②制作方法多，價(jià)格便宜，可批量生產(chǎn)，消毒方便；③免疫排斥反應(yīng)較小。其缺點(diǎn)：①需二期手術(shù)移植自體表皮；②降解產(chǎn)物可能具有細(xì)胞毒性，容易在創(chuàng)面發(fā)生炎癥反應(yīng)，繼發(fā)局部感染等。

4 小結(jié)與展望

支架材料的成品可用于燒傷、創(chuàng)傷及慢性潰瘍等臨床常見(jiàn)的皮膚缺損的修復(fù)，也可用于先天性皮膚軟組織缺損、瘢痕修復(fù)及部分造瘺口邊緣皮膚重建等。支架材料是組織工程化皮膚研究中的必要環(huán)節(jié)，從最初的皮膚敷料發(fā)展到加載藥物的治療型皮膚，再有模擬人部分皮膚結(jié)構(gòu)的復(fù)合型皮膚[45]，支架材料的選材以及不同的制備加工方法也在不斷地完善和創(chuàng)新，但迄今為止研究的皮膚支架材料也只能部分符合生物相容性好、可降解且降解產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)害、有一定的力學(xué)強(qiáng)度、可塑形、材料降解速度與細(xì)胞或組織生長(zhǎng)的速度相匹配等方面的要求[46]。雖然有研究顯示，表皮干細(xì)胞在特定微環(huán)境下可誘導(dǎo)分化形成皮膚及汗腺、毛囊、皮脂腺等皮膚附屬器[47]，但仍沒(méi)有形成完整皮膚的生理功能，不能算是真正意義上的皮膚器官。因此，還需要進(jìn)一步研究，爭(zhēng)取制備出具有正常生理結(jié)構(gòu)和功能的組織工程化皮膚，以滿(mǎn)足臨床的需要。

[1]Matsumura H,Imai R,Ahmatjan N,et al.Removal of adhesive wound dressing and its effects on the stratum corneum of the skin：comparison of eight different adhesive wound dressings[J]. Int Wound J,2014,11(1)：50-54.

[2]孫紅,馮光珍.真皮支架材料的研究進(jìn)展[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),2004, 13(1)：104-106.

[3]Leung A,Crombleholme TM,Keswani SG.Fetal wound healing：implications for minimal scar formation[J].Curr Opin Pediatr, 2012,24(3)：371-378.

[4]Hu DH,Zhang ZF,Zhang YG,et al.A potential skin substitute constructed with hEGF gene modified HaCaT cells for treatment of burn wounds in a rat model[J].Burns,2012,38(5)：702-712.

[5]周紅梅,呂國(guó)忠.組織工程皮膚的研究新進(jìn)展[J].中華損傷與修復(fù)雜志(電子版),2010,5(4)：532-537.

[6]Song G,Wu Y,Wang F,et al.Development and preparation of a lowimmunogenicity porcine dermal scaffold and its biocompatibility assessment[J].J Mater Sci Mater Med,2015,26(4)：170.

[7]Prasertsung I,Kanokpanont S,Bunaprasert T,et al.Development of acellular dermis from porcine skin using periodic pressurized technique[J].J Biomed Mater Res B Appl Biomater,2008,85(1)：210-219.

[8]Lucke S,Hoene A,Walschus U,et al.Acute and chronic local inflammatory reaction after implantation of different extracellular porcine dermis collagen matrices in rats[J].Biomed Res Int, 2015,2015：938059.

[9]張科驗(yàn),潘紅,張志紅.同種異體皮庫(kù)的建立與臨床修復(fù)應(yīng)用[J].中國(guó)臨床康復(fù),2005,9(14)：55.

[10]Alexander JW,Wheeler LM,Rooney RC,et al.Clinical evaluation of Epigard,a new synthetic substitute for homograft and heterograft skin[J].J Trauma,1973,13(4)：374-383.

[11]Lee JH,Choi YS,Kim SM,et al.Efficacy and safety of porcine collagen filler for nasolabial fold correction in Asians：a prospective multicenter,12 months follow-up study[J].J Korean Med Sci, 2014,29 Suppl 3：S217-S219.

[12]寧少南,趙筱卓,王慧英,等.導(dǎo)入透明質(zhì)酸豬脫細(xì)胞真皮基質(zhì)的刺激性及致敏性研究[J].中華燒傷雜志,2012,28(5)：344-348.

[13]Magnusson S,Baldursson BT,Kjartansson H,et al.Decellularized fish skin：characteristics that support tissue repair[J].Laeknabladid, 2015,101(12)：567-573.

[14]Ramanathan G,Singaravelu S,Raja MD,et al.Synthesis of highly interconnected 3D scaffold from Arothron stellatus skin collagen for tissue engineering application[J].Micron,2015,78：28-32.

[15]Wu Z,Fan L,Xu B,et al.Use of decellularized scaffolds combined with hyaluronic acid and basic fibroblast growth factor for skin tissue engineering[J].Tissue Eng Part A,2015,21(1-2)：390-402.

[16]Niknejad H,Peirovi H,Jorjani M,et al.Properties of the amniotic membrane for potential use in tissue engineering[J].Eur Cell Mater,2008,15：88-99.

[17]Insausti CL,Blanquer M,Garcia-Hernandez AM,et al.Amniotic membrane-derived stem cells：immunomodulatory properties and potential clinical application[J].Stem Cells Cloning,2014,7：53-63.

[18]Taghiabadi E,Nasri S,Shafieyan S,et al.Fabrication and characterization of spongy denuded amniotic membrane based scaffold for tissue engineering[J].Cell J,2015,16(4)：476-487.

[19]Gupta SK,Dinda AK,Potdar PD,et al.Fabrication and characterization of scaffold from cadaver goat-lung tissue for skin tissue engineering applications[J].Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2013,33(7)：4032-4038.

[20]Low PS,Tjin MS,Fong E.Design and construction of artificial extracellular matrix(aECM)proteins from escherichia coli for skin tissue engineering[J].J Vis Exp,2015(100)：e52845.

[21]Kim M,Kim G.3D multi-layered fibrous cellulose structure using an electrohydrodynamic process for tissue engineering[J].J Colloid Interface Sci,2015,457：180-187.

[22]Sherman VR,Yang W,Meyers MA.The materials science of collagen[J].J Mech Behav Biomed Mater,2015,52：22-50.

[23]Shekhter AB,Rudenko TG,Istranov LP,et al.Dinitrosyliron complexes with glutathione incorporated into a collagen matrix as a base for the design of drugs accelerating skin wound healing [J].Eur J Pharm Sci,2015,78：8-18.

[24]Chattopadhyay S,Raines RT.Review collagen-based biomaterials for wound healing[J].Biopolymers,2014,101(8)：821-833.

[25]Yang JA,Kim ES,Kwon JH,et al.Transdermal delivery of hyaluronic acid-human growth hormone conjugate[J].Biomaterials, 2012,33(25)：5947-5954.

[26]Mineo A,Suzuki R,Kuroyanagi Y.Development of an artificial dermis composed of hyaluronic acid and collagen[J].J Biomater Sci Polym Ed,2013,24(6)：726-740.

[27]Simovic LJ,Skundric P,Baralic AM,et al.Characterization and behavior of anesthetic bioactive textile complex in vitro condition [J].J Biomed Mater Res A,2012,100(1)：1-6.

[28]Sarkar SD,Farrugia BL,Dargaville TR,et al.Chitosan-collagen scaffolds with nano/microfibrous architecture for skin tissue engineering[J].J Biomed Mater Res A,2013,101(12)：3482-3492.

[29]Romanova OA,Grigor'Ev TE,Goncharov ME,et al.Chitosan as a modifying component of artificial scaffold for human skin tissue engineering[J].Bull Exp Biol Med,2015,159(4)：557-566.

[30]Han F,Dong Y,Su Z,et al.Preparation,characteristics and assessment of a novel gelatin-chitosan sponge scaffold as skin tissue engineering material[J].Int J Pharm,2014,476(1-2)：124-133.

[31]Willard JJ,Drexler JW,Das A,et al.Plant-derived human collagen scaffolds for skin tissue engineering[J].Tissue Eng Part A,2013, 19(13-14)：1507-1518.

[32]Suganya S,Venugopal J,Ramakrishna S,et al.Naturally derived biofunctional nanofibrous scaffold for skin tissue regeneration[J]. Int J Biol Macromol,2014,68：135-143.

[33]于娟,萬(wàn)濤,李世普.生物可降解聚合材料聚羥基乙酸[J].生物骨科材料與臨床研究,2005,2(6)：50-52,56.

[34]王新文,金巖,劉源,等.聚乳酸對(duì)皮膚成纖維細(xì)胞生物學(xué)行為的影響[J].中國(guó)臨床康復(fù),2002,6(22)：3368,3374.

[35]Sundaramurthi D,Krishnan UM,Sethuraman S.Electrospun nanofibers as scaffolds for skin tissue engineering[J].Polym Rev, 2014,54(2)：348-376.

[36]Mad Jin R,Sultana N,Baba S,et al.Porous PCL/chitosan andnHA/PCL/chitosan scaffolds for tissue engineering applications：fabrication and evaluation[J].J Nanomater,2015,16(1)：1-8.

[37]Prasad T,Shabeena EA,Vinod D,et al.Characterization and in vitro evaluation of electrospun chitosan/polycaprolactone blend fibrous mat for skin tissue engineering[J].J Mater Sci Mater Med,2015,26(1)：5352.

[38]Gautam S,Chou CF,Dinda AK,et al.Surface modification of nanofibrous polycaprolactone/gelatin composite scaffold by collagen type I grafting for skin tissue engineering[J].Mater Sci Eng C Mater Biol Appl,2014,34：402-409.

[39]Pan JF,Liu NH,Sun H,et al.Preparation and characterization of electrospunPLCL/Poloxamernanofibersanddextran/gelatin hydrogels for skin tissue engineering[J].PLoS One,2014,9(11)：e112885.

[40]Ingavle GC,Leach JK.Advancements in electrospinning of polymeric nanofibrous scaffolds for tissue engineering[J].Tissue Eng Part B Rev,2014,20(4)：277-293.

[41]Jankovic B,Pelipenko J,Skarabot M,et al.The design trend in tissue-engineering scaffolds based on nanomechanical properties of individual electrospun nanofibers[J].Int J Pharm,2013,455(1-2)：338-347.

[42]Nan W,Liu R,Chen H,et al.Umbilical cord mesenchymal stem cells combined with a collagenfibrin double-layered membrane accelerates wound healing[J].Wounds,2015,27(5)：134-140.

[43]Matsumura H,Gondo M,Imai R,et al.Chronological histological findings of cultured epidermal autograft over bilayer artificial dermis[J].Burns,2013,39(4)：705-713.

[44]Tsao CT,Leung M,Chang JY,et al.A simple material model to generate epidermal and dermal layers in vitro for skin regeneration [J].J Mater Chem B Mater Biol Med,2014,2(32)：5256-5264.

[45]Unnithan AR,Sasikala AR,Murugesan P,et al.Electrospun polyurethane-dextran nanofiber mats loaded with Estradiol for post-menopausal wound dressing[J].Int J Biol Macromol,2015, 77：1-8.

[46]Leroy M,Labbe JF,Ouellet M,et al.A comparative study between human skin substitutes and normal human skin using Raman microspectroscopy[J].Acta Biomater,2014,10(6)：2703-2711.

[47]Zhang CP,Fu XB.Therapeutic potential of stem cells in skin repair and regeneration[J].Chin J Traumatol,2008,11(4)：209-221.

Research Progress of Tissue Engineering Dermal Scaffold MaterialsLI Xiaobing,JIANG Ting,PENG Haitao．Burn

and Plastic Surgery,Nanchong Central Hospital,The Second Clinical College of North Sichuan Medical College,Nanchong 637000,China.Corresponding author:JIANG Ting(E-mail:jiangting0823@163.com).

Scaffold materials;Tissue engineering;Skin

R318.08

B

1673－0364（2017）02－0102－05

2016年11月9日；

2017年12月26日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.02.013

國(guó)家自然科學(xué)基金（81301568）；川北醫(yī)學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金（CBY15-QD03）。

637000四川省南充市川北醫(yī)學(xué)院第二臨床學(xué)院，南充市中心醫(yī)院燒傷整形美容外科。

蔣婷（E-mail：jiangting0823@163.com）。

【Summary】The skin tissue engineering has developed rapidly.The dermal scaffold plays a key role in the construction of tissue engineered skin.In this paper,the latest research status in the field of the physical and chemical properties,biological applicability of 3 kinds of dermal scaffold materials were reviewed.The advantages and problems of various kinds of scaffold materials were analyzed.The future development direction was put forward.