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人工皮肤简介

文章来源:unima新材网  2015-12-25

标签:人工皮肤

人工皮肤是指利用工程学和细胞生物学的原理和方法,在体外人工研制的皮肤代用品,用来修复、替代缺损的皮肤组织。

人工皮肤高度近似人类皮肤,在治疗烧伤、烫伤方面具有减轻患者疼痛,愈后不留瘢痕的特效,并且对治疗糖尿病足等长期难愈性溃疡具有良好疗效。

发展历史

每年有大量人因为烧伤寻求治疗。传统方法一般是采用自体皮肤移植或采用他人的皮肤(同种异体)进行移植,本身又造成二次损伤和不便。而且需量大时不易满足,特此需要一种能替代人体本身的皮肤的人工皮肤。

1981年,一位名叫波克的医学家,想出了个好主意:制造人造皮肤。

到目前为止,许多科学家已从生物高分子材料或合成高分子材料中制造出了一二十种人造皮肤。他们把这些材料纺织成带微细孔眼的皮片,上面还盖着一层层薄薄的、模仿“表皮”的制品。

二十世纪八十年代后,有科学家先后研制出多种人工真皮,如来源于异体或异种(猪)皮的无细胞真皮基质、以胶原为主要原料经冷冻干燥后形成的海绵状胶原膜,此外,还有透明质酸膜、聚乳酸膜等,其基本特点是可诱导自体的组织细胞浸润生长,形成新的、结构规则的真皮样组织,从而重建真皮层。

二十世纪九十年代以来,医学界已成功将复合皮用于大面积深度烧伤创面的修复,节省了伤者自体皮源,提高了就治率。但是,由于复合皮制作费用十分昂贵,移植后存活率只有50%左右,因此,在临床上的广泛使用有待时日。

人工皮肤的作用及要求

人工皮肤的主要作用概括三个方面:

第一、防止水分和体液从创面蒸发与流失;

第二、预防感染;

第三、使肉芽和上皮细胞逐渐成长,促进治愈。

对人工皮肤材料的基本要求包括:

(1)类似皮肤的柔软性和湿润性。

(2)与创面组织能贴紧,并具有相容性。

(3)防止创面引起水分和体液的损失。

(4)具有吸收创面渗出液的特性。

(5)类似皮肤的透湿性,水蒸汽透过速率最好在2-3mg/cm2•hr。

(6)无毒、无刺激不引起免疫反应。

(7)易于消毒保存。

(8)治愈后易于脱落。

人工皮肤的材料

从材料结构上分,人工皮肤的材料可分为合成高分子和生物高分子材料两大类。

1.合成高分子材料

临床应用的有两种形式。

一种是合成纤维织物织成丝绒状表面以利于人体组织的长入和固定,织物的基底层涂布硅橡胶或聚氨基酸。

另一种是聚乙烯醇、聚氨酯、硅橡胶、聚乙烯、聚四氟乙烯多孔薄膜。性能优异,厚度为20微米的硅橡胶薄膜水蒸汽透过性为4-7mg/cm2•hr,它与创面密合性良好,有效地防止细菌侵入引起的感染

2.生物高分子材料

临床应用的有两类。

一类是同种异体或异种组织,如人或动物的羊膜、腹膜和皮肤,其中以同种异体皮最好,但来源困难。异种皮中较理想的是猪皮,其结构近似人皮,但使用制备工作较复杂,且有免疫反应。

另一类是胶原蛋白。胶原是蛋白质,广泛存在于哺乳类动物体内,关键是要将胶原的抗原基团去除,胶原蛋白对组织有良好的亲和性,与创面贴附好,能被消化吸收,抗原性微弱,对组织修复有促进作用,又是上皮细胞生长良好的基底。

实际上临床应用效果较好的人工皮肤大多是复合结构的,外层材料,多选用硅橡胶、聚具有屏障作用,可防止蛋白质、电解质的丢失和细菌的侵入,并可控制水分的蒸发。内层材料多选用各种胶原蛋白薄膜或绒片。

临床应用的人工皮肤

1.二度烧伤和供皮创面用人工皮肤

(1)  PHEMA和PEG合成敷料(Abrahans)

由聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMHM)和聚乙二醇(PEA)400两部分组成,在创面上结合,直接形成保护膜。

方法是创面清创后,在无菌下将PEG涂于创面,再将分子量为100万,密度为0.73 g/cm3,200目的PHEMA粉末均匀撒于其上,数分钟即形成薄膜,半小时后即干燥成膜。

此种合成敷料与创面贴紧、柔软,能透气透湿,透明度好,便于观察创面,且有抑菌作用,并可防止膜外细菌侵入。

(2)Biobrane人工皮

外层由极薄的多孔硅橡胶膜与针织尼龙纤维粘合而成,此种人工皮肤贴附性好,弹性好,伸展性大。适用于二度烧伤创面。

(3)Opsite人工皮

由弹性聚氨酯膜制成。创面能在膜下愈合,粘合性能好,柔软、能透气透湿。

2.三度烧伤创面人工皮肤

(1)尼龙硅橡胶复合人工皮

将尼龙绒片贴于硅胶膜上加压即成。改用泡沫硅橡胶作外层,其弹性、柔软性、透气和透湿性均有所提高,但对自体皮扩展影响不明显。

(2)  硅橡胶一多孔胶原软骨素硫酸盐原纤维人工皮

外层为硅像胶,内层由牛皮胶皮与沙鱼软骨的硫酸软骨素组成。

即胶原加入硫酸软骨素溶液内沉淀(pH3.2),脱醛冻干成无菌膜,再将硅橡胶于无菌液态状况下粘合于无菌真皮层上,固化、定型,保存于无菌聚乙烯塑料袋内密封备用。

其表皮层的排水量与正常皮肤相似。真皮层能缓慢生物降解,而宿主的细胞、血管等能长入真皮层内,逐渐取代真皮层而形成“新真皮”。

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