无论是暂时性的还是永久性的敷料尽快覆盖伤口是皮肤创伤处理的根本原则之一。理想的伤口覆盖是使用自体皮肤或那些与自体皮肤具有相似特性的材料来完成。但是，自体皮肤移植物的获得，常需采取广泛的侵入性手段，且数量非常有限。因此，用组织工程的方法构建与自体皮肤相似的组织工程皮肤，以尽快封闭伤口，形成有一定功能且美观的愈合结果，成为治疗皮肤缺损的一种选择。
含表皮和真皮的双层创面覆盖概念已被广泛接受。双层组织工程皮肤的外层具有防止细菌沾染、体液丢失等保护创面的屏障功能，真皮部分负责恢复正常组织结构和防止瘢痕形成，在肉芽组织形成阶段的细胞定植、真皮重建和重新上皮化过程中发挥重要作用。
目前，组织工程双层皮肤的研究主要集中在能模仿正常皮肤的真表皮结构和生物学特征上。带皮肤附属器的双层皮肤还在研究中，在动物实验中取得了一定的进展，但人细胞来源的进展不大。其中，胶原凝胶类的Apligraf技术最成熟，研究和应用最广泛。
1979年，Bell在酸溶鼠尾胶原凝胶中混入成纤维细胞（fibroblast，Fb），并在其上接种角质形成细胞（keratinocyte，KC），开创了皮肤双层结构模型的基础。基于Bell模型，今天已发展成双层活皮肤替代物Apigraf， 1998年获得FDA市场许可。在美国、加拿大等国家用于临床治疗各种顽固的慢性皮肤溃疡（静脉性小腿溃疡和糖尿病足溃疡）。Apligraf由美国Organogenesis公司生产，以前曾叫Graftskin，曾一度转让给诺华公司。它是体外培养的同种异体重组皮肤，由KC接种于含Fb的Ⅰ型牛胶原上组成，KC和Fb来源于新生儿包皮。其直径约75mm，厚度＜0．75mm，不含黑素细胞、朗格汉斯细胞、巨噬细胞、淋巴细胞及血管、毛囊等皮肤附属器。还有一种经典的双层组织工程皮肤，由Boyce、Hansbrough和Eisenberg、Llewlyn等根据Burke和Yannas等首先提出的硅橡胶薄膜“表皮”、戊二醛交联的牛Ⅰ型胶原－糖胺多糖海绵“真皮”的皮肤模型，用KC替代硅橡胶薄膜，并在胶原－糖胺多糖海绵内种植Fb组成双层皮肤结构（复合培养皮肤，composite culture skin）。Boyce等用的是取自患者的自体皮，Eisenberg等用的是来自新生儿包皮的同种异体细胞，尚无商品化产品出售。OrCel是夹心式双层皮肤，由在双层牛胶原基质（上层为无孔的牛胶原凝胶，下层为交联的牛胶原多孔海绵）的两面分别接种KC和Fb构成，2001年获得FDA临床试验许可。EpiDerm－FT200构成与Apligraf类似，直径1．2cm，面积1cm2，主要用于皮肤毒理学和刺激性实验研究和检测。
一、双层活皮肤结构修复创面的原理
创伤愈合是一个动力学过程，细胞、细胞因子和细胞外基质均参与此过程。活的皮肤结构是有活性的互相作用的动态系统。表皮在伤口愈合过程中起关键作用，既可加速创面闭合，又可调节真皮的炎症反应和重建。但在正常愈合过程中，由于真皮不再生或再生不充分，使用由合适表型的Fb和无炎症的天然细胞外基质组成的活真皮替代物成为必然选择。研究表明，含Fb的活真皮皮肤替代物可促进KC生长和真表皮连接形成，改善移植物的机械性能和美容效果，使其柔软度更接近正常皮肤。因此，双层组织工程皮肤在促进创伤愈合中有良好的协同作用。
双层活组织工程皮肤移植物能提供机体愈合和修复所需的物质。提供支架，使Fb、内皮细胞重新定植，并能提供一定的屏障保护。活的真皮细胞外基质含有胶原和糖胺聚糖，它们可作为无炎症反应的活组织植入物和支架，供组织重塑。角质层提供物理保护层并维持创面封闭所需的合适物理环境和生物环境。提供并维持有利于创面愈合的细胞因子网络，并能对创面愈合的动态过程做出反应，使难愈合伤口的创面条件发生有利于愈合的改变，从而促进愈合（图17－1）。
图17－1 推测的双层组织工程皮肤作用机制
二、双层组织工程皮肤生物相容性与免疫学研究进展
皮肤结构的生物相容性是由患者的炎症反应和患者对“皮肤”结构成分的特异免疫反应决定的。研究已经证实，双层活皮肤替代物移植后与宿主组织迅速整合，可达到最小炎症反应且快速血管化，具有良好的生物相容性。
决定移植物成活和移植后长期持续存在的生物因子与免疫因子的复杂性，导致双层活皮肤替代物是否具有抗原性的说法不一致。临床前和临床研究表明，对于双层组织工程皮肤，基质和细胞成分的纯度和移植细胞的抗原呈递能力决定工程化同种异体移植物的抗原性。但Fb和KC不是专业抗原呈递细胞，它们不表达HLA－Ⅱ分子及共刺激分子比如B7－1，不能刺激同种异体T细胞的增殖。因此，使用同种异体的Fb和KC构建双层组织工程皮肤不会导致患者致敏，而且用这些细胞构建的双层皮肤可产生正常皮肤KC和Fb所产生的绝大多数细胞因子，如IL－1、IL－3、IL－6、IL－8、IL－11、IGF－Ⅰ、PDGF和TGF－α、TGF－β，干扰素α、干扰素β以及bFGF等。这些细胞因子可以自我调控，互相调控并与患者的细胞相互作用，平衡伤口愈合的不利环境，从而促进伤口愈合。
在动物实验研究中，双层组织工程皮肤移植到严重联合免疫缺陷鼠（SCID）后没有排斥风险。在移植人类白细胞的SCID鼠作为在体模型来评价同种异体双层活皮肤替代物的免疫特性的研究中，移植异体人皮被排斥，而移植异体的双层活皮肤替代物存活率100%。
在临床研究中也已评价了双层活皮肤替代物的安全性与免疫特性。没有发现排斥反应，或对牛胶原产生特异性免疫反应，或者对KC或Fb表达的异型抗原的反应。缺少专业的抗原呈递细胞（朗格汉斯细胞），双层活皮肤的KC和Fb不存在功能性共刺激途径及这些细胞对某些刺激的阴性反馈，使这种源于同种异体的皮肤替代物无免疫反应。
三、双层活皮肤替代物的特点
（一）具有结构优势
在构建时就有表皮和真皮，可以一次手术重建皮肤。其中，Apligraf在移植前就具有成层的分化表皮，有层状的角质层，这种分化的表皮有功能性优势，其结构也符合临床应用需要，可以更好地抵抗局部有害因子。如果发生创伤，该结构能在体外自行愈合，并显示正常创伤愈合过程中发现的生长因子级联反应，能合成和分泌大多数正常皮肤具有的基底膜成分、细胞外基质和细胞因子。
（二）能快速重建有功能的屏障特性
屏障作用是皮肤的重要作用，它能阻止水分流失和抵抗感染。表皮屏障的形成通过控制水分流失和影响表皮生理，进而影响组织生理和更新。体外器官型培养的气相阶段，双层活皮肤替代物的分化角质层可起到一定的屏障作用。移植后1周，表皮脂肪代谢就正常化了，从而具有与正常皮肤一样的屏障功能。
（三）能快速重建有功能的基底膜带
基底膜带是连接表皮和真皮的结构。没有一个有功能的基底膜带，表皮将变得易碎，并可能在轻微外力作用时损伤。在体外培养的成熟期，双层组织工程皮肤已具有不完全的基底膜结构。基底膜带最终成熟在移植后迅速发生。移植后14d内，具有完整形态特征的基底膜结构已经形成。
四、双层皮肤替代物制备的基本要求
1．移植物厚度一般不超过0．5～0．75mm，这样可以确保在移植后毛细血管尚未长入“真皮”的早期，表层的培养表皮细胞能通过皮床的体液获得生存和生长所必需的营养。
2．真皮基质成分的纯度必须尽可能高，构建皮肤的细胞没有其他细胞污染，以避免发生免疫反应。
3．从皮肤创伤愈合的角度出发，双层组织工程皮肤的真皮应能有助于修复真皮和支持表皮生长，其环境能允许免疫系统、神经系统、脉管系统的组成成分定植（长入和重建）；其表皮应能快速地重建屏障特征，能使创面的生物学愈合变得容易；能在组织学上达到结构的正常化和具有某些必需功能，如减少瘢痕和重建色素。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
