動物源性生物敷料的研究進展

顏艷軍

摘要 燒傷、創(chuàng)傷、潰瘍等造成的皮膚損傷患者數(shù)量龐大，若創(chuàng)面不能及時覆蓋，將造成體液丟失、感染、疼痛、傷口經(jīng)久不愈，并可能形成嚴重疤痕乃至殘疾。隨著科學技術的發(fā)展，人們對敷料的要求也不僅僅局限于對于傷口的覆蓋，敷料更應該輔助傷口的愈合。與其他材料敷料相比，動物源性生物敷料與創(chuàng)面相容性更好，能與創(chuàng)面緊密連接，保持濕潤，縮短修復時間，促進傷口的修復。本文就動物源性生物敷料，尤其是豬源性生物敷料分類、特點、應用及研究進展進行綜述。關鍵詞創(chuàng)面愈合;動物源性生物敷料;組織工程生物敷料

皮膚損傷可能由皮膚機械性創(chuàng)傷、手術、燒傷、血液循環(huán)不暢、老化引起。全世界每年有>1100萬嚴重燒傷患者，若創(chuàng)面不能及時覆蓋將造成體液丟失、感染、疼痛、傷口經(jīng)久不愈，并可能形成嚴重瘢痕乃至殘疾。早在遠古時期，人們就已經(jīng)懂得用植物的葉子、動物皮，甚至沙上、雪等覆蓋人體創(chuàng)面，以起到止血和保護受傷部位的作用[1]。隨著對傷口愈合研究的不斷深入，人們逐漸認識到覆蓋創(chuàng)面的敷料不僅僅是為了物理保護，還必須能促進創(chuàng)面愈合。隨著材料科學的發(fā)展，可用作敷料的生物材料日益增多，敷料的種類劃分方法也多種多樣[2]，其根據(jù)材料可分為傳統(tǒng)敷料和生物敷料。傳統(tǒng)敷料指惰性敷料，如紗布、棉墊、繃帶等，雖然能夠暫時覆蓋創(chuàng)面，阻止細菌入侵，但是會粘連新生的肉芽組織，需要經(jīng)常更換，且無法主動參與到傷口的修復中，給患者帶來了巨大的痛苦。牛物敷料是Winter在20世紀60年代初提出的創(chuàng)傷修復“濕潤愈合”理論基礎上發(fā)展起來的，主要從保持愈合環(huán)境濕潤、低氧或無氧微酸環(huán)境、酶學清創(chuàng)功能、疼痛減輕4個方面促進傷口愈合，具有良好的組織相容性、可降解性、保濕性等優(yōu)勢;根據(jù)敷料材質來源可分為天然牛物敷料和人工合成敷料。其中天然生物輔料又可細分為動物源性牛物敷料和非動物源性生物敷料[3]。動物源性生物敷料能夠更好地貼附在傷口上，保持傷口的濕潤，促進傷口的愈合，主要包括各種動物皮膚基質敷料以及動物來源的組織工程敷料等。本文將論述常見的動物源性生物敷料，主要是豬源性生物敷料的分類、特點和應用。

初期動物源性生物敷料

動物源性生物敷料是目前臨床應用較為廣泛的一類生物敷料，報道應用過鼠、兔、貓、雞、鴿、蛙皮等，但臨床效果均不滿意，無法推廣應用。豬皮的臨床應用則取得了成功。

豬皮敷料：豬皮敷料是目前最常用的異種皮敷料。豬皮與人皮生物相關性較為接近，膠原成分相似，質地柔軟且來源廣泛，能較好地貼附于創(chuàng)面，起到減少體內水分、營養(yǎng)物質丟失，以及控制感染的作用，因而豬源性的生物敷料是同種皮良好的替代品。但由于豬皮的毛囊中含有細菌和毒素，存在異種抗原，易出現(xiàn)感染和導致嚴重的排斥反應，需借助一些其他方法來解決，如采用低溫冷凍、戊二醛處理、60Co照射及輻射氟銀皮等，其目的是殺滅豬皮上的微生物，防止感染。豬皮敷料的產(chǎn)品類型有多種，包括新鮮豬皮、輻照豬皮、浸銀豬皮（AgSD）等。①新鮮豬皮：這是最早應用于創(chuàng)面覆蓋的豬皮敷料，容易獲取，價格低廉。在植皮前1d完成產(chǎn)品的制備。一般應用于Ⅱ度燒傷的創(chuàng)面及斷層皮片供皮區(qū)的覆蓋，但存在抗菌性差、無法抵御細菌感染的缺點。②輻照豬皮：是我國應用較為廣泛的一種豬皮敷料，是將豬皮經(jīng)過60Co照射后形成無菌的狀態(tài)，降低其抗原性。輻照豬皮與創(chuàng)面的黏附時間較短，透水性差，需要皮下引流來保持創(chuàng)面的清潔。主要用于淺Ⅱ度燒傷創(chuàng)面的覆蓋，能夠保持創(chuàng)面的濕度和溫度，有利于創(chuàng)面上皮生長，減輕疼痛，但是對深Ⅱ度燒傷應謹慎使用，不適用于Ⅲ度燒傷以及全層皮膚缺損。③浸銀豬皮：普通的豬皮抗菌作用微弱，而浸銀豬皮能起到一定的抗菌消炎、防止感染的作用。但是浸銀豬皮內的銀離子對于創(chuàng)面有刺激性，使創(chuàng)面蛋白滲出較多，與創(chuàng)面的黏附性較差。一般應用于淺Ⅱ度燒傷的創(chuàng)面。④其他豬皮產(chǎn)品：除了上述豬皮敷料外，還有冷凍豬皮、戊二醛豬皮、甘油豬皮等。這些天然的豬皮敷料都是臨時使傷口封閉，過一段時間會被機體的免疫系統(tǒng)排斥而脫落，都是屬于臨時性的敷料。優(yōu)點是來源廣泛、成本低、便于保存。缺點是排異反應明顯，黏附性差。

其他動物皮敷料：（1）羊膜敷料[4]：1910年，Davis首先將羊膜敷料用于皮膚移植，開創(chuàng)了羊膜敷料臨床應用的先河。羊膜是一種位于胚胎絨毛膜表面的一種半透明薄膜，由內外兩層構成，外層是疏松結締組織，內層是上皮細胞組織，沒有血管、神經(jīng)和淋巴，含膠原、糖蛋白、蛋白多糖等多種成分，能夠表達多種生長因子，有利于細胞的生長，與胎兒皮膚的結構十分相似，是一種良好的皮膚替代物。羊膜敷料能發(fā)揮重要的藥理作用：①促進上皮細胞的生長，加速創(chuàng)面愈合;②減少創(chuàng)面感染，羊膜孔隙數(shù)平均2 x 105/mm2，孔徑0.3 -3.4μm，<5μm，細菌不易通過;③排斥反應較小，經(jīng)戊二醛處理的羊膜敷料基本無免疫原性;④減輕瘢痕形成;⑤減輕疼痛，減少創(chuàng)面滲出，減輕全身性反應。但是羊膜質脆，用在關節(jié)區(qū)域創(chuàng)面易碎裂;不耐壓;創(chuàng)面滲出多時容易溶失;且保濕性較差。羊膜敷料可作為一種保護性牛物敷料應用于淺Ⅱ度燒傷。（2）魚皮敷料：魚皮薄而厚度均勻，南表皮層和真皮層構成，沒有皮下脂肪層和皮下結締組織，不含毛囊和汗腺，而毛囊和汗腺孔是細菌的通道，因此用魚皮敷料覆蓋燒傷創(chuàng)面可以達到更為嚴密的封閉效果，避免外界感染，促進創(chuàng)面的愈合。魚皮與創(chuàng)面有較強的黏附性，對淺Ⅱ度新鮮創(chuàng)面和切、削痂后移植自體皮片的創(chuàng)面均具有良好的保護作用。但應用魚皮時應注意：①清創(chuàng)要盡可能徹底;②貼敷時應將魚皮充分展開鋪平;③魚皮貼敷創(chuàng)面后的前幾日要加壓包扎;④魚皮貼敷時應在相鄰邊緣適當重疊覆蓋，以防止裸露處局部感染。魚皮的使用主要集中在沿海地區(qū)，存在一定的地域局限性，目前應用較少，主要應用于淺度燒傷的新鮮創(chuàng)面，且魚皮面積較小，不適用于大面積創(chuàng)傷。近期研究表明，以鱈魚皮明膠以及海藻酸鈉為原料經(jīng)戊二醛交聯(lián)制備的復合止血敷料具有良好的牛物降解性，不會引起嚴重的炎性反應，是潛在的可吸收性止血敷料[5]。（3）青蛙皮敷料：青蛙皮有較好的透水性和透視性，排斥小，抗感染能力較強，可抑制創(chuàng)面的炎癥，能促進創(chuàng)面的愈合，可使多余的滲出液及時排除，同時保持一定的體液，使創(chuàng)面具有一定的濕度。但與創(chuàng)面結合緊密，祛除較難，會引起疼痛。雖然青蛙皮用于燒傷創(chuàng)面早有報道，但應用較少，且與魚皮敷料一樣不適用于大面積創(chuàng)傷。

脫細胞基質動物源性組織工程生物敷料

脫細胞基質的發(fā)展經(jīng)過了漫長的過程。1985年Heck等將由自體表皮和異體真皮構成的復合皮膚應用于大鼠和燒傷患者的創(chuàng)面覆蓋，成功修復了創(chuàng)面且沒有出現(xiàn)明顯排異。隨后的研究也表明，引起異體和異種皮膚移植免疫排斥反應的主要是皮膚中的細胞成分，比如表皮細胞、成纖維細胞、內皮細胞等，進而推動了低免疫原性脫細胞真皮基質研究。

脫細胞是經(jīng)過一系列物理、化學、生物學方法祛除組織中的細胞成分，降低其免疫原性。在脫細胞的過程中，一方面要盡可能完全祛除細胞，一方面又要減少對組織的損傷，盡可能保持組織完整的結構。經(jīng)脫細胞產(chǎn)牛的細胞外基質（ECM）材料，主要成分是膠原、蛋白多糖、纖連蛋白等。此外，ECM中還含有VEGF、bFGF、EGF等，能夠促進組織的修復、重建與血管新生。α-半乳糖基抗原（α-gal）是存在于除舊世紀靈長目以外的哺乳動物體內的異種抗原，人類因為無α-gal抗原，在腸道微生物抗原的刺激下能夠產(chǎn)生天然的抗gal抗體。α-gal被認為是異種移植最主要的異種抗原。脫細胞過程雖然祛除了細胞中的α-gal抗原，但細胞外基質中仍存在少量α-gal抗原。α-gal抗原可以通過α-半乳糖苷酶祛除。此外，隨著轉基因技術的發(fā)展，以基因敲除技術對豬進行基因改造，使其不表達α-gal抗原，這極大促進了異種移植的發(fā)展。

豬源性脫細胞基質：①脫細胞豬真皮基質：脫細胞真皮基質（ADM）最初應用于燒傷領域，目前，其應用已經(jīng)擴張到腹壁修復、口腔修復、乳房重塑、美容等其他領域。與普通的豬皮敷料相比，脫細胞豬皮敷料可以加快創(chuàng)面的愈合，減輕瘢痕和炎性反應，也減輕了患者的經(jīng)濟負擔。國外有許多脫細胞豬皮產(chǎn)品，StratticeTM是去細胞的豬真皮基質，沒有經(jīng)過交聯(lián)，而且祛除了α-gal抗原，經(jīng)過電子束輻射滅菌，主要應用于燒傷、全層皮膚的缺損、乳房重塑以及軟組織的修復。PermacolTM，是主要成分為膠原和彈性纖維的豬的脫細胞真皮基質，經(jīng)過HDMI的交聯(lián)，主要用于全層皮膚缺損的治療。EZ-dermTM是經(jīng)過乙醛交聯(lián)的豬脫細胞真皮基質，美國FDA批準其應用于Ⅱ度燒傷以及靜脈性潰瘍、壓力性潰瘍和糖尿病潰瘍。國內較為常見的是江蘇優(yōu)創(chuàng)生產(chǎn)的異種脫細胞真皮基質敷料，經(jīng)過脫細胞和交聯(lián)的方法，祛除和遮蔽了大部分的抗原，同時交聯(lián)也增強了豬皮的機械強度，但是交聯(lián)也增加了敷料的細胞毒性，應用于淺Ⅱ度燒（燙）傷創(chuàng)面、供皮區(qū)創(chuàng)面、深度燒傷切（削）痂創(chuàng)面、肉芽創(chuàng)面等創(chuàng)面的覆蓋治療。②脫細胞小腸黏膜下基質（SIS）：豬小腸黏膜比豬真皮薄，其脫細胞處理的過程更溫和且作用時間較短，與豬的脫細胞真皮基質一樣，經(jīng)過脫細胞處理，可以應用于真皮替代以及軟組織修復，比如動脈、膀胱、肌腱等。Oasis woundmatrixTM祛除了豬小腸黏膜的細胞成分，保留了膠原、彈性纖維、生長因子等，應用于部分或者全層皮膚的缺損以及各種潰瘍。③轉基因豬皮敷料：通過轉基因技術敲除異種抗原，降低敷料的免疫原性或者誘導免疫耐受是一直以來的研究熱點問題。美國最早進行α-gal敲除豬的研究，但市場上尚無此類敷料，主要是由于成本昂貴。在國內，重慶大清醫(yī)誠公司牛產(chǎn)的轉入人誘導免疫耐受基因（CTLA4lg）的豬皮產(chǎn)品，誘導T淋巴細胞的免疫耐受，從而降低免疫排斥反應，應用于燒傷患者的皮膚移植。④豬源性復合牛物敷料：此類生物敷料主要是由豬源性的膠原和其他材料組成，主要用于覆蓋Ⅱ度創(chuàng)面。BiobraneTM是由網(wǎng)狀的尼龍膜和硅膜組成，尼龍膜里含有豬源性的I型膠原多肽，因為膠原的存在，BiobraneTM可以更好地結合到創(chuàng)面上。當患者皮膚再牛后，可以輕松地將BiobraneTM從創(chuàng)面上取下。BiobraneTM常用于清潔的Ⅱ度創(chuàng)面以及供皮區(qū)的覆蓋。TranscyteTM與BiobraneTM類似，也是由涂有豬膠原蛋白的尼龍膜組成，膠原蛋白中還含有新生兒包皮成纖維細胞，這些細胞可以增值并合成一些基質蛋白（膠原、纖連蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖）以及生長因子，這些能夠促進患者的上皮細胞遷移到創(chuàng)傷處。TranscyteTM用于自體皮膚移植前臨時性封閉深Ⅱ度和全層皮膚損傷。TranscyteTM需要低溫保存，成本較高一些。無論是BiobranerTM還是TranscyteTM，其所含有的豬源性的膠原都能加快創(chuàng)面的愈合，保持濕潤。

其他動物來源：除了豬源性脫細胞基質外，常見的還有牛源性脫細胞基質。MATRIDERM？為牛的真皮脫細胞基質，常用于全層的皮膚損傷以及糖尿病足潰瘍等慢性損傷的修復。PriMatrixTM和SurgiMend@都是胎牛的脫細胞真皮基質，PriMatrixTM主要用于創(chuàng)傷的處理，SurgiMend？主要用于手術修復損傷的軟組織膜。除了天然的牛源性脫細胞基質，還有一些牛源復合生物敷料。與豬源性復合牛物敷料類似，INTEGRATM由硅膜和牛肌腱來源的膠原組成，經(jīng)戊二醛交聯(lián)，常用于修復全層皮膚損傷以及糖尿病足潰瘍和動靜脈潰瘍等慢性損傷。

展望

理想的敷料應該具備以下幾點：①有良好的抗菌性，覆蓋和保護創(chuàng)面不受感染;②有良好的組織相容性，不發(fā)牛排異反應，對人體無刺激;③維持濕潤、低氧的環(huán)境，促進創(chuàng)面愈合;④減輕患者疼痛，減少瘢痕形成。

隨著組織工程技術的發(fā)展，尤其是脫細胞和轉基因技術的發(fā)展，極大地推動了創(chuàng)面敷料的發(fā)展。轉基因技術的發(fā)展，特別是敲除各種能引起免疫排斥的異種抗原以及誘導免疫耐受的轉基因豬的培育，也極大地促進了異種移植的發(fā)展。對于皮膚來說，未來的動物源性生物敷料，尤其是豬源性生物敷料不僅能封閉傷口，促進創(chuàng)傷愈合，同時應該具有較低的免疫原性，甚至可以永久替代皮膚，減輕患者傷痛。我國皮膚創(chuàng)傷患者基數(shù)龐大，研發(fā)高質量的敷料不僅有巨大的經(jīng)濟效益，更是有深遠的社會意義。

參考文獻

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