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在鬼怪小說(shuō)里，提到人皮往往令人毛骨悚然，比如《聊齋志異》中的《畫(huà)皮》就是一個(gè)和人皮有關(guān)的經(jīng)典故事。但對(duì)于燒傷科的醫(yī)生來(lái)說(shuō)，人皮卻是很重要的寶貝，對(duì)于那些嚴(yán)重?zé)齻牟∪藖?lái)說(shuō)，如果能有用之不竭的人皮，那是多么高興的一件事，可是這個(gè)夢(mèng)想一直未能實(shí)現(xiàn)。 最近有國(guó)外媒體稱，美國(guó)匹茲堡大學(xué)麥克哥爾恩(McGowan)再生醫(yī)學(xué)研究院的格爾拉徹醫(yī)生發(fā)明了一種治療燒傷的新醫(yī)療設(shè)備——具有“科幻風(fēng)格”的噴槍，通過(guò)從患者身上提取出健康的皮膚干細(xì)胞，并用噴槍將這些干細(xì)胞“噴射”到燒傷者的皮膚上，就能治療燒傷的皮膚。 而在國(guó)內(nèi)，來(lái)自蘇州大學(xué)的科學(xué)家們最近也開(kāi)始了一項(xiàng)全新的實(shí)驗(yàn)，就是利用絲綢提取的絲蛋白與人類干細(xì)胞相結(jié)合培育仿生皮膚，就是說(shuō)人造皮膚，如果成功，那么將來(lái)的燒傷病人想要用多少皮膚就可以用多少皮膚，且不用再忍受植皮帶來(lái)的痛苦。而這一切離我們還有多遠(yuǎn)呢？ 1 植皮的作用 感染是燒傷最大的敵人 植皮只是給傷口提供保護(hù)罩 50多年前，中國(guó)大地上流傳著這樣一首歌：“上鋼三廠邱財(cái)康，為了鋼，受了傷……”歌里說(shuō)的就是上海鋼鐵三廠30歲的煉鋼爐長(zhǎng)邱財(cái)康，為解救其他工友，被1300多攝氏度的鋼水嚴(yán)重?zé)齻?，其受傷面積達(dá)到89%，深三度燒傷面積23%。當(dāng)時(shí)為了挽救邱財(cái)康的生命，中國(guó)集中了幾乎最好的醫(yī)護(hù)人員，通過(guò)無(wú)數(shù)次的植皮手術(shù)，他方才轉(zhuǎn)危為安。之后這件事情在國(guó)內(nèi)外廣為流傳，除了邱財(cái)康英勇救人的事跡外，能夠?qū)⒅囟葻齻∪送炀瘸晒Γ彩且粋€(gè)醫(yī)學(xué)奇跡。 “創(chuàng)面覆蓋是治療燒傷，特別是重度燒傷的關(guān)鍵。如果沒(méi)有正常的皮膚供應(yīng)，治療難度確實(shí)太大了。”國(guó)內(nèi)最重要的燒傷治療機(jī)構(gòu)之一，無(wú)錫市第三人民醫(yī)院燒傷科的主任呂國(guó)忠說(shuō)。 皮膚是人體一種很奇妙的組織，它有保護(hù)身體、排汗、感覺(jué)冷熱和壓力的功能。而皮膚燒傷的程度也分很多級(jí)別，最輕的燒傷只要通過(guò)涂抹一些軟膏防止感染就可以，這種燒傷對(duì)皮膚的破壞性小，皮膚可以慢慢恢復(fù)功能。而對(duì)于嚴(yán)重的燒傷患者，就必須植皮了。 植皮的作用只是為了覆蓋創(chuàng)面，避免傷口感染，就相當(dāng)于給傷口加一個(gè)保護(hù)罩。對(duì)于燒傷病人來(lái)說(shuō)，最可怕的就是感染，因?yàn)槭チ似つw的保護(hù)，皮膚內(nèi)的一切就暴露在外，細(xì)菌入侵就會(huì)引發(fā)感染，如果不保護(hù)起來(lái)，燒傷的人就會(huì)因感染細(xì)菌而死亡。而植皮后，里面的燒傷創(chuàng)面會(huì)自己慢慢愈合，長(zhǎng)出新的皮膚，和外面植入的皮膚融合。但植皮后新長(zhǎng)出的皮膚也無(wú)法恢復(fù)到健康皮膚的功能，因?yàn)槭チ伺藕菇禍氐裙δ埽皇前褌谟狭?，所以大面積植皮患者到夏天會(huì)很受煎熬。 2 植皮的方法 為能使用到更多健康皮膚 科學(xué)家曾用各種動(dòng)物皮做試驗(yàn) 而從發(fā)明燒傷軟膏到發(fā)明植皮手術(shù)，這中間的過(guò)程也很曲折。 早在漢代，中醫(yī)就提出利用草藥、豬油等制成的軟膏敷治燒傷創(chuàng)面，但這只能針對(duì)燒傷面積小或燒傷程度不嚴(yán)重時(shí)。到了上世紀(jì)初，燒傷治療仍處于起步階段，患者即使是巴掌大一塊面積的三度燒傷(燒傷區(qū)域皮膚呈鮮紅色，偶爾有水皰，沒(méi)有痛覺(jué))，往往也會(huì)因?yàn)楦腥径劳?。醫(yī)生們?yōu)榇粟に伎嘞?，從避免感染的角度采用了消毒、除菌到無(wú)菌病房等種種手段，直至想出了植皮手術(shù)的方法，這才大大解決了燒傷治療的難題。 可即使是這樣，重度燒傷病人的存活率也是十不足一。“最大的難題就是人皮不夠用。”呂國(guó)忠說(shuō)，早期的植皮手術(shù)，多大的創(chuàng)面就需要移植多大的健康皮膚，可是很多重度燒傷病人幾乎全身都被燒傷，皮膚一直不夠用。像邱財(cái)康全身燒傷89%，只能把他身上僅有的寸把見(jiàn)方的健康皮膚割下來(lái)，移植過(guò)去，等割開(kāi)的皮膚長(zhǎng)好了，再割，再移植，對(duì)病人來(lái)說(shuō)是根本無(wú)法忍受的痛苦，很多人在痛苦的移植過(guò)程中因?yàn)楦腥径廊ァ?/p> 怎么樣才能解決人皮不夠用的問(wèn)題呢？燒傷科醫(yī)生想出了兩條路：第一條路就是創(chuàng)新手段，用最少的皮膚來(lái)覆蓋更多的創(chuàng)面。醫(yī)生們就像一個(gè)高級(jí)裁剪師傅，怎樣才能利用患者有限的健康皮膚來(lái)覆蓋創(chuàng)面呢？ 貼郵票式的移植方式：將健康皮膚剪成郵票大小，間隔覆蓋創(chuàng)面，既能讓大部分創(chuàng)口得到覆蓋，又不至于暴露的部分太多而感染，這種方法能讓健康皮膚的使用面積減少到創(chuàng)面的三分之一。 微粒播種式的移植方式：將健康皮膚剪成芝麻大小，間隔覆蓋創(chuàng)面，這種做法可使健康皮膚使用面積減少到創(chuàng)面的十分之一。 可是再節(jié)省，還是得用到患者自身的健康皮膚，即使利用現(xiàn)有最先進(jìn)的治療手段，全身90%以上三度燒傷病人也極難存活，95%以上的全世界都沒(méi)有存活先例。 人皮不夠用，能不能用其他皮代替？于是有燒傷科醫(yī)生想到了第二條路：用動(dòng)物皮或其他人的皮膚。 最早使用的是透氣性較好的魚(yú)皮、雞皮、蛇皮，可醫(yī)生發(fā)現(xiàn)這些替代物只能暫時(shí)解決創(chuàng)面感染問(wèn)題，創(chuàng)面始終無(wú)法愈合。醫(yī)生又想到用哺乳動(dòng)物的皮膚，比如豬皮、羊皮等，皮是夠用了，可是創(chuàng)面依然遲遲無(wú)法愈合。于是，醫(yī)生們開(kāi)始動(dòng)員患者的親屬提供移植的皮膚，可是依然效果甚微。 精疲力盡的醫(yī)生們發(fā)現(xiàn)，薄薄一層的皮膚，比人體最重要的心臟等器官還要難伺候，移植期間的排斥反應(yīng)大得嚇?biāo)廊?，而且患者也無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的服用抗排斥藥物解決這一問(wèn)題。歸根結(jié)底，還是因?yàn)槿梭w的保衛(wèi)系統(tǒng)太厲害了，不管什么樣的替代物，都被當(dāng)成像細(xì)菌這樣的入侵者，沒(méi)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)被消蝕掉。 也就是說(shuō)，除了患者自己皮膚以外，任何的皮膚替代物都無(wú)法徹底解決問(wèn)題，研究一時(shí)間走到了死胡同。 3 人造皮膚的構(gòu)想 干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)給植皮手術(shù)帶來(lái)福音 但用干細(xì)胞人造皮膚還有很多問(wèn)題要解決 沒(méi)多久，干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)給皮膚替代物的解決指點(diǎn)了方向。干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞，在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”。醫(yī)生們認(rèn)為，既然只有患者自己的皮膚才能用，那我們能不能用患者的干細(xì)胞在體外培養(yǎng)出人工制造的皮膚呢？ 上世紀(jì)70年代開(kāi)始，就有人提出這樣的想法，但是要實(shí)驗(yàn)成功，首先需要一個(gè)構(gòu)思，而蘇大科學(xué)家想到的是以下一條思路： 1.干細(xì)胞怎么樣就能長(zhǎng)出我們需要的功能細(xì)胞。這是所有科學(xué)家必須克服的難題，干細(xì)胞既然是“萬(wàn)用細(xì)胞”，可以分化成多種功能的細(xì)胞，但是如何利用干細(xì)胞使其分化為需要的功能細(xì)胞，比如皮膚細(xì)胞，這個(gè)過(guò)程也是很難的。而且皮膚的構(gòu)成很復(fù)雜，由表皮、真皮和皮下組織構(gòu)成，并含有附屬器官(汗腺、皮脂腺、指甲、趾甲)以及血管、淋巴管、神經(jīng)和肌肉等。而如何能使干細(xì)胞分化出這些不同的皮膚組織，是科學(xué)家首先要解決的。而據(jù)目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)可以解決。 2.這些干細(xì)胞要在怎樣的一個(gè)載體中生長(zhǎng)？因?yàn)槠つw的不同組織細(xì)胞有自己的排列方式，如何使這些細(xì)胞能像皮膚結(jié)構(gòu)一樣生長(zhǎng)，就需要先搭個(gè)框架，而用什么材料來(lái)搭框架，并且能和干細(xì)胞最后融合在一起，也是一個(gè)難題。目前很多國(guó)家都在想辦法。而蘇大這次找的就是蠶絲。 3.即使能夠在體外人工培育出人造皮膚，但這種皮膚能否和人體完美地融合，而不會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng)？否則就和動(dòng)物皮一樣，只能暫時(shí)覆蓋創(chuàng)面。 此外還有其他一些技術(shù)難題，而目前最大的難題就是怎么解決人體排斥。當(dāng)然用干細(xì)胞人造皮膚的方法可能還有其他，但殊途同歸。而美國(guó)的那種“噴射槍”，專家表示他們還沒(méi)有在哪個(gè)權(quán)威雜志上看到相應(yīng)的解釋，而且還只是用在二度燒傷上，二度燒傷不一定損傷到真皮層，如果沒(méi)傷到真皮層，噴不噴干細(xì)胞都沒(méi)關(guān)系。 4 人造皮膚的探索 用蠶絲做框架 蘇大科學(xué)家用蠶絲人造皮膚 而蘇大科學(xué)家為何想到用蠶絲來(lái)造皮膚，是因?yàn)榻陙?lái)科學(xué)家頻頻利用蠶絲作為精密外科手術(shù)和眼科手術(shù)的縫合線，蠶絲表面的絲蛋白基本不會(huì)引起炎癥反應(yīng)。于是研究者開(kāi)始考慮絲蛋白是否也可以用于其他地方。 科學(xué)家們開(kāi)始進(jìn)行不同種類細(xì)胞的培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)不同的細(xì)胞都能夠在絲蛋白上很好地生長(zhǎng)，這就意味著絲蛋白可以用于不同組織的再生和修復(fù)。蘇州大學(xué)副校長(zhǎng)張學(xué)光教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，利用絲蛋白制備的多孔絲素膜、聚氨酯—絲素蛋白接枝膜等類似支架結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)誘導(dǎo)的方式輕易讓干細(xì)胞附著。 說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，具體實(shí)施起來(lái)又是怎么樣的？參與研究的蘇州大學(xué)呂強(qiáng)博士介紹說(shuō)，首先依據(jù)患者皮膚損傷的尺寸，裁剪合適的絲蛋白材料，然后將干細(xì)胞植入，隨后通過(guò)可控的技術(shù)，讓多個(gè)干細(xì)胞在絲蛋白構(gòu)成的材料上生長(zhǎng)。然后通過(guò)對(duì)絲蛋白材料的設(shè)計(jì)，干細(xì)胞可以在其中轉(zhuǎn)化為不同的功能細(xì)胞，如真皮層的成纖維細(xì)胞，表皮層的表皮細(xì)胞等，最后生長(zhǎng)成一塊仿生人工皮膚。 而所有這一切都是在一個(gè)生物反應(yīng)器里完成的，時(shí)間大約1~2周，一塊類似的人體皮膚就形成了，從而可以用于植皮手術(shù)。 當(dāng)然，研究者也表示，仿生人工皮膚只是體外的干細(xì)胞誘導(dǎo)形成的細(xì)胞聚集體，同真正的皮膚組織還是有差距的，將其植入體內(nèi)后，通過(guò)損傷部位人體的各種刺激、反饋機(jī)制，使得這些細(xì)胞聚集體進(jìn)一步分化、生長(zhǎng)，最后才真正形成人體的皮膚組織。 與其他干細(xì)胞制作人工皮膚相比，除了絲蛋白不會(huì)輕易遭到人體排斥外，研究還發(fā)現(xiàn)絲蛋白通過(guò)技術(shù)手段制作的支架結(jié)構(gòu)可以逐步在人體內(nèi)降解，這才是仿生人工皮膚不被人體保衛(wèi)系統(tǒng)侵蝕的最大秘密。 據(jù)了解，根據(jù)測(cè)算，要想制作巴掌大的一塊仿生人工皮膚，所需要的絲蛋白不過(guò)在5克左右，差不多18個(gè)蠶繭就能解決問(wèn)題。“這也大大降低了目前植皮手術(shù)所需要的高昂費(fèi)用。”張學(xué)光教授介紹說(shuō)，預(yù)計(jì)幾年后即可開(kāi)發(fā)的該項(xiàng)新技術(shù)，希望能夠給燒傷患者帶來(lái)真正的福音。 |
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