自体刃厚皮打孔
移植后即刻
一周存活后
一个月后
复合皮移植后78个月 复合移植皮肤基本近似正常，
表面稍显干燥
汗腺的再生？（脱细胞异种真皮移植 6.5 年后）
移植后6.5年
真皮再生“因子”的引入
• 各种生长因子的基因导入 • 物理或化学结合：VEGF、bFGF、Ang、
GM-CSF等 • 从快速血管化考虑问题
Acellular allodermis
Auto HK sheet
Auto HK spray ± STSG Auto HK layer on polymer Silicone / STSG STSG
ESS / Shriners & U Cincinnati
LaserSkin / Fidia Biopolymers
+
+
–
–
–
–
Healed Skin + – –
–
–
–
±
±
±
+
–
+
+
–
±
Dermis
Fibroblasts
+
+
±
+
Endothelial cells
+
+
–
+
Smooth muscle
+
+
–
±
Immune cells
+
+
–
+
Nerve
+
+
–
±
Partial-thickness Wounds
Epidermal Healing
• 陆教授深入研究，深化了该假说，提出了 真皮组织的三维结构和成分在调控Fb的功 能。尤其是真皮支架孔径的大小因素。
真皮再生的可能性
• 胎儿伤口无瘢痕愈合 • 真皮再生模板 • 真皮再生“因子”的引入 • 干细胞技术的发展与应用
胎儿伤口无瘢痕愈合
• 在诸多影响胎儿无瘢痕愈合的 因素中，生长因子的差异是最 重要的因素。
• 有研究显示，在无瘢痕愈合伤 口中，TGF-β3高表达而TGF-β1 低表达
• PDGF呈低表达 • 血管内皮生长因子（VEGF）在
无瘢痕愈合伤口中可以快速上 调，促进血管形成和长入。
胎儿伤口无瘢痕愈合
• Teusner等通过DD-PCR研 究胎儿无瘢痕愈合基因表达 差异发现胚胎期细胞的一种 转录产物对创面愈合有强烈 的正调节作用，它编码一种 含有249个氨基酸残基的蛋 白，被命名为 FcgammaRⅢ-X，有利于胚 胎期皮肤的无瘢痕愈合。
• Migration
• Proliferation
• StratificatioSkin Substitutes (dressings)
Name / Source
Apligraf / Organogenesis
“Dermis”
“Epidermis”
Biologic Processes for TE
Process
Purpose
Occurs Location
Cytogenesis Generate
Yes
cells
Morphogenesis Organize
Yes
tissue analog
Histogenesis
Recover partial Yes
血管化慢，一方面使移植的薄层自体皮存活性降 低，部分自体皮坏死后真皮自身进行修复（而非 再生），镜下可见其真皮结构的改变（主要是胶 原束状结构的改变）；另一方面，支架内的缺血 状态使异物巨细胞在早期就增多，吞噬降解支架， 使支架对成纤维细胞的诱导支撑作用丧失。
血管化快，一方面使移植的薄层自体皮存活性增 高，镜下可见其真皮结构无明显改变；另一方面， 支架内异物巨细胞少，成纤维细胞沿支架分布， 合成细胞外基质，各种细胞分泌的胶原酶降解支 架，使支架的降解与组织的再生得到同步。
• Acute burns • Burn scars • Congenital
lesions • Chronic wounds
供皮区（donor site）不足是主要问题
• 自体皮的厚度来考虑（刃厚、超薄） • 自体皮的扩大倍数 • 自、异体（种）皮的间隔（混合移植） • 临时生物敷料覆盖争取时间 • 争取非手术创面良好覆盖下的奇迹长皮 • 复合移植（人工真皮+自体表皮或表皮细胞） • 组织工程皮肤和未来的干细胞治疗
自体皮的扩大倍数
• 邮票状植皮 • 网状植皮 • Meek 植皮
异体（种）皮的间隔（混合移植）
• 间隔植皮（Jackson,1954） • 打孔镶嵌（上海瑞金医院,1960） • 微粒皮(张明良，1986)
复合移植（人工真皮+自体表皮或表 皮细胞
• 人工真皮 Integra，Pelnic, • 脱细胞真皮（异体和异种）
InVitra / InVitrx
Collagen-GAG + auto HF
Hyaluronan
Stratified auto HK Auto HK
Vicryl + auto HF
Auto HK
Skin Substitutes Costs
Product
Biobrane® Allograft Alloderm® Transcyte® Integra® Epicel® Apligraf® Cincinnati ESS
1°
1.0*107
Subculture
CP
2°
1.92*107 1.92*107
3°
6.14*108
ESS 106/cm2 cm2
%CFE 3
50
50
Pi PDs Days Pf
3.0*105
9.60*106 3.07*108 2.0*1010
6
6
6
7
7
7
7
1.92*107 1.92*107 6.14*108 1.97*1010
Permanency
No No/Yes
Yes No Yes Yes No Yes
Take Rate Cost (ft2)
N/A
$ 150
Variable $1,000
70-80% $4,650
80-90% $5,000
> 90%
$8,000
40-60% $13,000
N/A
$15,000
80-90% >$15,000
组织工程皮肤和未来的干细胞
• 组织工程皮肤（永久和长期） Apligraf 转化医学：临床GMP 我们的研究
• 未来的干细胞 iPS
组织工程皮肤（永久和长期）
Apligraf
Comparisons of Cell Types in Native, Engineered & Grafted Skin
Kerator Bioreactor
Cell Growth Summary
(Assumptions: 10 cm2 skin @ 1X106 cells/cm2, lag=1d/sc, growth rate=1PD/d, ESS inoculum 1X106
cells/cm2 )
Factor
Total inoculum
Allo HK layer on polymer
Biobrane
DermaGraft / Adv BioHealing
Vicryl + allo HF
(none)
Permanent Skin Substitutes (grafts)
Name / Source
“Dermis”
“Epidermis”
EpiCel / Genzyme Biosurgery
Masson× 100
Masson× 400
支架( )能诱导真皮成纤维细胞长入
其中，成纤维细胞合成的新生胶原 成团束状( )，类似真皮胶原的结构。
HE× 400
Masson× 400
HE染色可见到支架内梭形的成纤维细胞（ ）及其 合成的新生胶原（ ）。Masson染色可见蓝染的新 生团束状胶原（ ）
2.0*104
Composition
Engineered Skin Substitutes
• biopolymer substrate • lyophilized collagenGAG • gamma-irradated
• ESS histology • fibroblasts fill biopolymer • keratinocytes stratify • cornified surface forms • avascular
functions
Organogenesis Recover all No functions
In Vitro In Vitro In Vivo (In Utero)
Mass Culture of Keratinocytes
Nunc Cell Factories, ~6250 or 1250 cm2 each
Tissue Type
Epidermis
Cell Type
IF Keratinocytes Hair follicle Sebaceous gland Sweat gland Melanocytes
Immune cells Nerve
Native Skin
+ + +
+ + + +
STSG TE Skin
Collagen gel + allo HF Stratified allo HK