一种组织工程皮肤及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及组织工程领域，特别涉及一种组织工程皮肤及其应用。
【背景技术】
[0002] 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宄，构建出用于修复、维持和改善损伤组织功能的组 织替代物。其核心是创造出一种三维生长支架，将由机体分离出的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。用组织工程化皮肤是解决大面积皮肤缺损的根本方法，目前已有较大的发展。
[0003] 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。从组织工程学的观点来看，人工皮肤主要有三类：①表皮替代物，即培养 表皮片；②真皮替代物，即胶原凝胶、胶原海绵合成膜、透明质酸膜及壳聚糖膜等构成的人 工真皮；③具有双层结构的人工皮肤，包括：活性皮肤替代物、脱细胞真皮基质（Acellular dermal matrix，ADM)和人工网膜上培养的表皮片构成的复合皮。
[0004] ADM是异体或异种皮肤经过化学手段进行脱细胞制备而成的真皮基质，ADM具有 完整的基底膜结构，可以促进表皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞的增殖和分化，是理想的支 架材料。Alloderm是目前临床上应用较多的商品化ADM，具有良好的应用前景。刘坡等检测 了异体脱细胞真皮基质的组织相容性，结果显示其机性与正常皮肤接近，组织相容性较好， 免疫排斥反应较小。脱细胞异体真皮的缺点是来源有限、可能传播病毒等。异种真皮的缺 点虽然来源方便，但存在免疫反应，也限制了其临床应用。
[0005] 种子细胞的研宄一直是组织工程研宄的焦点之一，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宄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宄的关键。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。
[0006] 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。研宄表明，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。表皮细胞培养在国外已应用于临床，但存在培养周期长， 创面愈合后瘢痕严重，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 〇
[0007] 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-β 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。在组织工程领域，如何更好的 修复皮肤创伤成为了研宄的热点。
【发明内容】
[0008] 有鉴于此，本发明提供了一种组织工程皮肤及其应用。该组织工程皮肤将脐带间 充质干细胞作为种子细胞，极大提高了种子细胞的数量和增殖能力，并与ADM结合，充分发 挥两者对皮肤创伤的修复作用，组成一个具有修复皮肤创伤功能的组织工程皮肤。相比其 他来源的MSC或其他细胞，人脐带MSC与ADM结合能够更加有效地修复皮肤创伤。
[0009] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
[0010] 本发明提供了一种组织工程皮肤，其构建方法为：采用脐带间充质干细胞作为种 子细胞，以ADM作为支架，构建获得组织工程皮肤。
[0011] 在本发明中，将脐带间充质干细胞作为种子细胞，极大提高了种子细胞的数量和 增殖能力，并与ADM结合，充分发挥两者对皮肤创伤的修复作用，组成一个具有修复皮肤创 伤功能的组织工程皮肤。
[0012] 作为优选，脐带间充质干细胞为人源脐带间充质干细胞。
[0013] 在本发明提供的一些实施例中，构建方法具体为：
[0014] 采用明胶溶液包被ADM，浸泡于干细胞专用培养基，去除干细胞专用培养基，获得 预处理后的ADM ;
[0015] 将脐带间充质干细胞种植于所述预处理后的ADM，加入干细胞专用培养基，用针插 ADM制孔，孵育培养，获得组织工程皮肤。
[0016] 为了提高细胞的种植效率，将明胶溶液包被于ADM，有利于细胞的种植。作为优选， 明胶溶液的浓度为〇· 1~100mg/mL。
[0017] 优选地，明胶溶液的浓度为1~10mg/mL。
[0018] 更优选地，明胶溶液的浓度为3~9mg/mL。
[0019] 在本发明提供的一些实施例中，明胶溶液的浓度为7mg/mL。
[0020] 作为优选，包被的时间为10~60min。
[0021] 在本发明提供的一些实施例中，包被的时间为30min。
[0022] 作为优选，浸泡的时间为1~3h。
[0023] 在本发明提供的一些实施例中，浸泡的时间为2h。
[0024] 作为优选，脐带间充质干细胞的密度为0.1 X IO6~100 X 10 6/mL。
[0025] 优选地，脐带间充质干细胞的密度为IX IO6~10 X 10 6/mL。
[0026] 更优选地，脐带间充质干细胞的密度为5X 106/mL。
[0027] 在本发明提供的一些实施例中，脐带间充质干细胞悬液的加入量为使ADM表面充 满液体即可。
[0028] 在本发明提供的一些实施例中，种植的次数为1~5次。
[0029] 作为优选，种植的次数为3次。
[0030] 作为优选，种植的时间间隔为1~2h。
[0031] 作为优选，脐带间充质干细胞种植完毕与加入干细胞专用培养基的时间间隔为 1 ~2h〇
[0032] 在本发明提供的一些实施例中，孵育培养的时间为3~5天，温度为37°C。
[0033] 作为优选，孵育培养的时间为3天。
[0034] 在本发明提供的一些实施例中，脐带间充质干细胞的培养代数为Pl~P5代。
[0035] 本发明还提供了一种修复皮肤创伤的方法，采用本发明提供的组织工程皮肤移植 于皮肤创伤部位；
[0036] 该组织工程皮肤的构建方法为：采用脐带间充质干细胞作为种子细胞，以ADM作 为支架，构建获得组织工程皮肤；具体为：采用明胶溶液包被ADM，浸泡于干细胞专用培养 基，去除干细胞专用培养基，获得预处理后的ADM ;将脐带间充质干细胞种植于所述预处理 后的ADM，加入干细胞专用培养基，用针插ADM制孔，孵