异种脱细胞真皮基质临床应用研究与进展

杨荣强++崔正军

[摘要]异种脱细胞真皮基质作为新型生物材料，是通过物理、化学及生物方法去除动物（目前主要为猪）皮肤组织的表皮细胞以及真皮层内的细胞成分，保留胶原等细胞外基质蛋白和基底膜而制成。相关研究表明其具有快速血管化，低抗原性且性质较稳定等特点，已广泛应用于临床。本文就异种脱细胞真皮基质的特点及其临床应用作一综述。

[关键词]异种脱细胞真皮基质；制备方法；相容性；临床应用

[中图分类号]R318.08 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2017）09-0132-04

Clinical Application and Research Progress of Xeno-genic Acellular Dermal Matrix

YANG Rong-qiang，CUI Zheng-jun

（Department of Burn and Repair Reconstruction Surgery，the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Zhengzhou 450002，Henan，China）

Abstract： The xenogenic acellular dermal matrix（Xeno-ADM）， a new biomaterial， remove epidermal cells and the cellular components of the dermal layer of the skin （now mainly pig） by physical， chemical and biological methods. Collagen，other extracellular matrix proteins and basement membrane are reserved in Xeno-ADM. Related studies have shown that ADM has the characteristics of rapid vascularization， low antigenicity and stable nature， and has been widely used in clinical treatment. The characteristics and clinical applications of xenogenic acellular dermal matrix are reviewed in this paper.

Key words： xenogenic acellular dermal matrix；manufacture method；compatibility； clinical application

由于异种脱细胞真皮基质（Xenogenic acellular dermal matrix， Xeno-ADM ）以下稱为ADM，在制备过程中去除了表达抗原的细胞成分，抗原性下降，排异反应减弱。而非细胞成分的存在使得ADM具备了一定程度胶原成分的三维结构，具有良好的生物相容性，并且在组织成分上与自体真皮组织具有一定的相容性。上述结构的存在为成纤维细胞、血管内皮细胞重新定植和血管重建提供了良好的支架作用，从而使得再生的成纤维细胞保持产生成熟基质的能力，而基底膜的存在非常有利于表皮细胞的生长增殖与分化。目前ADM已经成为整形外科、口腔科、眼科以及烧伤科等临床工作中广泛应用的生物材料。现对其特点及临床应用作一综述。

1 ADM的制备

ADM的制备方法有很多，其主要目的在于去除产生炎症-免疫反应的免疫原性成分，最大限度的保留完整的胶原网状支架。随着现代研究的不断深入，ADM的制作工艺也在不断改进，目前常用的制备方法主要包括：DispaseⅡ—Triton、高渗盐水—SDS（十二烷基硫酸钠）以及反复冻融法配合超声震荡法等方法。

1.1 DispaseⅡ—Triton法[1]：将异种动物的皮肤置于2.5U/ml的DispaseⅡ溶液中作用48h，使表皮与真皮组织分离，并且分解真皮组织内的IV型胶原和纤维粘蛋白，同时基底膜以及毛囊、汗腺周围的结缔组织遭到破坏。后浸于0.5%的Triton溶液中24h，而Triton作为作为一种常用非离子型的表面活性剂，其主要作用是结合膜蛋白破坏细胞膜的完整性，从而使细胞溶解，目前应用的Triton主要为Triton-X 100。此法制备的ADM细胞清除率较高，但对基底膜的破坏程度较大，不利于移植后的再上皮化。

1.2 高渗盐水—SDS法[2]：将皮肤组织置于1mol/L的NaCl溶液中保存24h，利用盐水的高渗透性破坏锚着细丝与基底细胞之间的半桥粒，从而使表皮与真皮分离。后于室温下浸于0.5%的SDS溶液中震荡1h，SDS作为一种阴离子表面活性剂，可以清除真皮组织中的细胞成分。此法制备的ADM细胞成分少，基底膜比较完整，但Ⅳ型胶原、HLA-DR含量较高，因此抗原性较高。

1.3 反复冻融法配合超声震荡法[3]：将异种皮肤置于液氮中反复冻融3次，每次5min，然后于3%的盐水中浸泡30min后置于超声振荡仪中洗脱72h。此法制备的ADM物理性能高，保留了完整的真皮基质，同时细胞成分含量低。

1.4 辅助技术：为了提高ADM的性能在上述制备方法的基础上增加了一定的辅助技术。

1.4.1 与交联剂联合：目前常用的交联剂主要为戊二醛，国内的姜笃银[4]等人在1999年就提出经戊二醛交联后的ADM其组织抗原性显著下降，并且抗降解的性能明显增强，并认为这是由于戊二醛的“占位性”现象，而这种“占位性”的本质可能就是醛基（—CHO）的毒性作用[5]。同时通过实验证明[6]将ADM与戊二醛交联后能有效地防止异种移植物的超急性排斥反应， 发挥真皮支架作用、减轻迟发性异种排斥反应。之后车鹏程[7]等人通过实验进一步证明，通过戊二醛交联10～15min既能降低ADM的免疫炎性反应，减缓胶原降解，又可使交联型ADM的细胞毒性降低至最低。此外邵阳[8]等人使用基质金属蛋白酶-7（MMP-7）以及天然交联剂京尼平处理后，使用真空冷冻干燥方法制备得到的低免疫原性的ADM具有细胞毒性低，细胞相容性好等特点。同时，安祥莲[9]等人使用戊二醛将羧甲基壳聚糖与脱细胞真皮基质进行交联，制备的ADM不但具有一定的抗菌性能还具备良好生物相容性。endprint

1.4.2 NaOH处理：孙红[10]等人采用高渗盐溶液（NaOH）消蚀法制备ADM，使用此方法制备的ADM免疫原性低，无明显排斥反应，组织相容较好。王灵平[11]等则发现在常规制备步骤前使用NaOH预处理，此法制备的ADM不仅具有良好的理化性能，还大大提高了ADM的孔隙率。同时夏建春[12]通过实验证明NaOH消蚀处理16h 即可去除真皮内的细胞成分，弹性纤维的含量减少而胶原纤维形态完整，排列正常，保留了基本的真皮结构，其免疫原性低，无明显排斥反应，组织相容性较好，但此法制备的ADM基膜成分和结构破坏较重。

2 移植后的转归及变化

ADM植入后在机体内的转归及变化也是临床研究的重点。胶原纤维作为ADM的主要成分，其主要包括I型胶原纤维及Ⅲ型胶原纤维。而真皮组织内的弹力蛋白则在制备过程中明显减少。在ADM植入机体后基质成分不断变化，逐渐完成对组织的修复及改建。在ADM植入的初期成纤维细胞和血管内皮细胞开始向真皮支架内部延伸，并逐渐开始进行改建。ADM的改建以胶原的降解与合成为主。部分学者认为真皮基质的改建在4～6周内完成，此时胶原成分的降解与成纤维细胞的分泌达到平衡，新生胶原纤维与ADM原有胶原网架并存。有學者研究发现术后6个月在植入后的ADM中存在新生成纤维细胞、血管以及胶原纤维[13]。但也有学者认为ADM的改建持续存在，直至被自身组织完全代替。而作为降解I型胶原纤维主要的蛋白酶，金属蛋白酶-1（MMP-1）在ADM的转归中起着重要作用，不仅可以将I型胶原裂解为可降解的明胶成分，还可降解细胞外基质有利于细胞的迁移[14]。Lindman等[15]通过实验证明MMP-2在ADM的降解以及改建中的作用更明显。此外细胞免疫的过程中的释放的血小板源性生长因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子 （FGF）、转化生长因子（TGF）等对成纤维细胞的分化、成熟均具有促进作用[16]。

3 组织相容性

相容性作为衡量生物材料的重要指标之一，也是生物材料临床应用的中心话题之一。ADM发生排异反应的主要原因是真皮内的附件上皮细胞主要包括郎格汉斯细胞和血管内皮细胞具有HLA-DR（+），CD-LA（+）抗原。而ADM的各种制备工艺的重点也是尽量去除细胞成分，提高ADM的相容性。研究发现影响ADM组织相容性的因素除了细胞成分产生的免疫反应、炎症反应外，很大程度上取决于移植后血管化的程度，而ADM的孔隙率与孔径的大小、各种细胞因子以及酶类都会对ADM血管化相容性产生影响。

3.1 孔隙率及孔径大小对ADM相容性的影响：实验研究证明[17]ADM的孔隙率作为影响ADM的血管化的重要因素，合适的孔径对于ADM的血管化至关重要。ADM植入后的血管化不但有利于活化支架材料、提高其抗感染能力，而且决定着其与宿主组织整合、重塑的生物学过程及后果。因此孔隙率已经作为ADM的性能检验的重要标准。而李文波[18]等则通过实验证明NaOH消蚀法制备ADM过程中随着NaOH浓度变化，ADM的孔径与孔隙率增大，并由此证明通过调节碱处理中碱液浓度可有效地调控ADM微结构，从而获得微结构和细胞相容性良好的ADM。梁黎明[19]等人则通过实验证明使用激光打孔技术在真皮基质上制作出均匀密布的微孔，可以提高组织间液渗透率，促进微血管再生，从而达到提高复合皮移植成活率和改善创面修复质量的目的。

3.2 细胞因子及金属酶对ADM相容性的影响：作为强效的内皮细胞有丝分裂促进剂，血管内皮细胞生长因子（Vascular endothelial growth factor， VEGF）具有极强的促进血管增生的能力可刺激内皮细胞在体外形成血管样结构[20]。王建宁[21]等人则发现碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）作为促进血管生成的刺激因子之一，在ADM血管化的过程中起着重要作用。除此之外酸性成纤维细胞生长因子（aFGF）也为血管内皮细胞生长增殖的刺激因子，但前者作用更强，并且具有多功能性[22]。研究表明在成纤维细胞植入ADM后，其分泌的各种细胞因子可以诱导血管内皮的迁移，促进其血管化[23]。而基质金属蛋白酶-1（MMP-1），作为细胞外基质中降解胶原的主要酶类，在ADM早期血管化的过程中起到一定的作用，而TIMP-1作为MMP-1的组织抑制因子其含量也处于动态变化，两者之间含量变化也是影响ADM血管化的因素之一[20]。

4 临床应用

4.1 烧伤创面的治疗：ADM作为真皮组织的代替物不仅能提高所移植韧厚皮片的韧性， 还能抑制肉芽组织生长和瘢痕形成， 并且能够显著降低皮片收缩，在1995年，有国外学者报道[24]了异体真皮联合自体薄皮的方法并取得成功。国内的孙永华等人[25]通过实验证明脱细胞异体真皮和自体薄皮片同时移植成活率高，同时具有供皮区损伤小，恢复快，无瘢痕等特点，是修复深度烧伤创面的一种较好的覆盖物。此后ADM联合自体韧厚皮的移植逐渐成为临床中治疗深度创面的重要方法之一。尤其是大面积烧伤患者时，将异种ADM与自体微粒皮进行复合移植可实现创面的覆盖并显著减轻愈合后瘢痕的形成，提高愈合后皮片质量[26]。除作为支架材料应用于皮肤缺损创面的复合移植外，ADM 作为新型生物敷料广泛应用于烧伤创面的覆盖，临床研究认为，ADM覆盖烧伤创面或深Ⅱ度削痂创面后，可避免创面继续加深、减少换药次数，从而缩短愈合时间、减轻瘢痕增生[27]。此外，ADM还被用于替代异体皮作为微粒皮移植的覆盖材料，减轻异体皮覆盖所引起的免疫反应，极大地缓解了临床对异体皮的需求。骨髓间充质干细胞作为多分化细胞，在分化过程释放多种细胞因子从而促进真皮支架血管化，加速皮肤创伤愈合，因此有学者使用骨髓间充质干细胞联合脱细胞真皮基质用于深度烧伤创面的治疗，并取得良好的效果[28]。

4.2 整形外科的应用：ADM作为填充材料已广泛地应用于临床，因为ADM不仅与自体来源组织相近似，而且降解速度与胶原基质材料相比较慢，且有利于成纤维细胞的生长，目前由于制备工艺的提高，免疫排斥反应发生率较低。此外ADM容易固定，不易移位或脱出，这也成为其取代其他填充材料的优势之一[29]。近些年来ADM也较多用于乳房整形以及乳腺切除术后的乳房重建[30]，以及颜面部组织凹陷性畸形的填充修补[31]并取得良好的临床效果。Caster[32]将ADM与自体脂肪联合移植用于治疗唇部萎缩，较单纯脂肪填充术后唇红面积增加。Gryskiewicz[33]将ADM作为软骨代替物用于鼻背畸形的矫正，术后鼻外形得到改善，且术后随访1年无不良反应发生。endprint

4.3 口腔科的应用：ADM作为新型生物材料，现广泛应用于口腔颌面部创面的修复及唇颊舌黏膜软组织缺损的修复。邵小钧[34]等通过临床研究证明ADM在口腔颌面部各类创面修复中起到了创面覆盖、引导组织再生和支架作用，修复效果满意。而将ADM植入皮肤及腮腺残端之间用于腮腺切除术后的Frey氏综合征（味觉出汗综合征）的治疗，已经成为临床常用的治疗方法，并取得良好的效果[35]。魏洪武[36]等人通过研究证实拔牙后使用ADM覆盖拔牙创面后，不仅可以减少牙槽骨的吸收，并且可促进拔牙创面的愈合，为后期治疗提供了良好的基础。此外ADM用于唇腭裂的深部粘膜的修补，术后瘢痕挛缩明显减轻，利于发音功能的恢复[37]。4.4 眼科的应用：结膜囊狭窄作为义眼台植入术后常见并发症之一，临床上使用ADM组织补片进行结膜囊成形术，用于治疗结膜囊狭窄并取得较好的效果[38]。此外尹东芳[39]等人通过研究证明ADM作为羟基磷灰石义眼台眶内植入的包裹材料，具有组织相容性好，炎性反应及免疫排斥均较低的特点。此外张向荣[40]等人通过动物实验证明ADM作为真皮組织类似物可以用于修复眼睑全层损伤，但其临床应用仍需进一步的研究。

除上述应用外ADM作为疝修补材料用于腹壁疝的修补，避免了传统疝修补材料对于生殖功能的影响，取得了较好的临床效果[41]。在神经外科，ADM也可用于硬脑膜的修补，同时有学者通过将ADM作为载体联合种子细胞对于各种创面的修复以及组织重建取得良好的临床效果[42]。

5 总结

ADM作为皮肤替代物具有广阔的前景和市场，并且随着医疗技术的进步以及相关研究的不断深入，ADM的临床应用也将更加广泛，与此同时随着生物工程的发展，有望制备一种工艺简单，价格低廉，免疫原性低，相容性好的ADM，为更多的患者带来福音。

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[收稿日期]2017-02-15 [修回日期]2017-06-28

编辑/张惠娟endprint