脱细胞真皮基质在组织工程与再生医学中的应用

黄成 罗旭松

脱细胞真皮基质(Acellular dermal matrix，ADM)是指通过酶消化、高渗盐浸泡等方法，去除异体(种)皮中的表皮层和真皮细胞成分，而保留正常胶原三维结构及基底膜的真皮支架[1]。由于去除了表达细胞相容性抗原的细胞成分，抗原性大幅降低，且具备正常胶原的三维结构，能够为新生组织提供类似细胞支架的作用，具有良好的细胞亲和力、组织相容性、抗感染能力和理化性质等，已广泛应用于临床，并已成为组织工程和再生医学相关领域的研究热点。

1 ADM的临床应用现状

1.1 创面覆盖

研究表明，ADM用于创面覆盖可取得较好的治疗效果[2]。但是，仅创面上皮化覆盖已不能满足目前修复重建的要求。ADM单独使用时，能起到类似真皮模板的作用，与创面整合后可使血管快速长入[3-4]；ADM+自体薄皮移植用于创面修复时，可提高移植成活率，创面外观远期恢复较好[5-7]。ADM尤其适用于功能区域的修复重建，可为创面修复提供足够的真皮成分，减轻瘢痕形成和挛缩。

1.2 生物补片

ADM具有良好的生物力学强度，可广泛用于疝外科、腹壁外科等。在腹部重建中可利用ADM三维支架结构引导正常自体细胞扩增，并提供稳定的减张、抗拉作用，以达到同质化修复[8-9]。在乳房重建中，利用ADM的力学强度，可作为胸大肌延长的固定材料，以利于乳房下皱襞的恢复[10-11]。

1.3 填充补充容积

ADM在体内会逐渐降解并被新生组织替代，成为在功能、形态上与周围正常组织一致或相似的自体组织。因此，ADM可作为组织凹陷的良好充填物，可片状重叠充填，亦可双层、三层甚至更多层充填[12]，但存在一定的吸收率，多发生在术后4～6周内。目前已研发出了可注射的颗料剂型[13-14]，使用更为方便，可能成为继胶原蛋白、玻尿酸、脂肪之后的第四种运用方便的注射充填剂。

2 ADM在组织工程与再生医学领域的尝试

2.1 组织工程皮肤

组织工程皮肤构建是组织工程领域的重点和热点。ADM作为天然真皮替代物具有双面结构：基底膜与真皮面。真皮面利于血管化形成，基底膜面利于上皮细胞定植。异体/种ADM都显示出较好的上皮移行和真皮存活效果。不同的洗脱异体/种细胞方法获得的ADM构建组织工程皮肤的效果也一样[15-16]。

2.2 组织工程皮瓣

修复深部创面，皮瓣移植具有极大的优势，但稳定的血供是皮瓣移植所必须的。因此，以组织工程技术构建皮瓣时要求具有稳定蒂部血运的表皮-真皮-皮下脂肪复合组织。周显玉等[17]采用脱细胞真皮基质预制皮瓣，显微原位移植成功。Zhu等[18]将体外预处理过的ADSC与激光打孔的异种ADM复合，在体内构建真皮-脂肪复合组织，仅材料周边区域可见少量的炎症细胞，脂肪组织及微孔内均可见新生血管长入，提示了经过体外预处理的ADM植入体内后可获得充分的血供。

2.3 组织工程软骨

关节软骨损伤后不能自行修复。Ye等[19]将ADM与髌下脂肪垫间充质基质细胞(IPFP-MSCs)相结合，修复兔软骨缺损模型，最终形成与天然软骨相似的新生软骨。他们还将IPFP-ADSC与大鼠真皮来源的ADM在含有TGFβ-3和BMP6的成软骨细胞培养液中培养，证实了IPFP-ADSC的软骨生成效应是与ADM相互作用的结果[20]。

2.4 神经修复

利用ADM作为支架结合ADSC诱导神经干细胞(NSC)以构建组织工程神经组织，Nestin的表达证明了ADM也具有构建组织工程神经的潜力[21]。

3 存在的问题与对策

3.1 过于致密

ADM过于致密，因此改善其通透性是提高移植存活率的关键。ADM植入缺损创面后，营养难以透过ADM，不能有效维持移植皮片、表皮细胞早期的供能，导致新生血管数量不足，并使新生血管到达真皮层的时间过长。这些因素均可导致自体皮片、表皮细胞出现血供不足，最终细胞增殖缓慢、皮片脱落。因此，对ADM采用适当膨化、颗粒化[22]，以及激光打孔[23]处理等方法可以改善ADM的通透性。

3.2 植入体内后引发炎症反应和免疫排斥反应

临床发现，ADM植入体内可能会引发慢性炎症反应，可能与制备试剂、降解产物、胶原结构改变等因素有关。改进ADM生产工艺，并对ADM进一步的物理改性、化学修饰可能是有效的改善措施。一般来说，与材料复合共混提高植入效果的程度是有限的，而改进脱细胞工艺[15]，并对ADM进行适当的生化改性处理[24]，或与干细胞共培养[25]，可有效降低其免疫原性。但是，ADM在制备以及应用等诸多方面还有待于更为深入的研究，以符合组织构建的要求。