人造皮肤：蚕丝蛋白人造皮

植皮，最近因歌手齐秦的烧伤再度引起大家的关注。令人高兴的是，人造皮肤的研究在不断向前推进。德国科学家最近发现，蜘蛛丝很可能是未来理想的人造皮肤材料之一。而在我国，浙江大学副教授闵思佳及其团队成功研发出柔软的蚕丝蛋白人造皮肤敷料。关于人造皮肤，有哪些有趣的新发现？为此，记者走访了有关专家。



策划：赵洁



撰文：李文



皮肤再造：



敷料是“土壤”



自体皮肤是“种子”



小白猪真皮仍是主要敷料



武警广东总队医院烧伤外科田宜肥主任在接受本报记者专访时表示，相比看得见的带着鲜红血液的创伤，有时，看不到血色的烧伤更可怕，行内称之为“白色流血”。大面积严重烧伤的病患皮肤真皮层受损，体内的液体失去皮肤的保护会迅速渗出、蒸发、丢失，病患往往面临休克的危险。在闯过休克关口之后，细菌感染是接下来要面临的严峻挑战。目前，我国烧伤方面的治疗在全世界处于领先水平，但仍难以避免严重烧伤病患死亡率较高的问题。对大众而言，烧伤后会不会留疤痕是大家最关心的事。“会不会留疤跟个人的体质有关，很难预测。一般来说，深二度以上的烧伤是一定会留下疤痕的。”田主任说，“而且，这跟人种也有关系。有色人种相对于白色人种，天生就更容易留下疤痕。”



小白猪真皮仍是主要敷料



对严重烧伤患者而言，植皮是为了救命。医生必须及时封闭创面，给创面覆盖上一层保护膜，给受伤的皮肤一个能重新生长的环境。这层保护膜要尽可能接近人体自然的皮肤，才不会被我们的身体排斥。“我们对自己的皮肤不会排斥，此外，只有同卵双胞胎的皮肤才有较大的接受度。”田主任说。这也就使得任何外来的异己皮、异种皮、人造皮都只能作为一种敷料而存在，就好比是“给我们自体的皮肤提供一个适宜生长的‘土壤’”。除了要有“土壤”，我们还必须取下自己身体上完好的皮肤，有时像贴邮票，有时像撒种子，将完好的皮肤“微粒”撒播在敷料的“土壤”环境中，让这些“种子”细胞慢慢增殖、扩散，逐渐使创面愈合。



异己皮，就是从别人身上取下的皮肤，虽然最切合人类皮肤的自然形态，但却是稀缺材料。并且，取人皮也会引发伦理争议。异种皮，则是从别的动物身上取下真皮层，作为敷料覆盖创面。临床上用得最多的是小白猪的真皮。小白猪的真皮目前与人类皮肤构造最接近，在取得成本上也比较低，伦理上的争议也相对没那么尖锐，所以在相当长的时间里，都是主要的敷料来源。



现在，医学科技领域在着力不断开发新的人造皮肤。田主任介绍，可以用胶原蛋白来培养人造皮，用婴儿切下来的包皮中的人皮细胞来培养人造皮等。这些尝试都是试图给皮肤再生提供一个最贴近自然状态的网状支架，让伤者的自体皮肤细胞能在上面重生。当长出的新皮肤的柔韧度足以对抗普通皮外伤后，人造皮肤便可以安全“隐退”。



蜘蛛丝人造皮



优点：柔韧



缺点：难以取得



最近，德国汉诺威医学院的细胞组织工程师们正尝试用蜘蛛丝培育人造皮肤敷料。蜘蛛丝是自然界中最坚韧的材料，2000多年前，不少地区民间就流传着关于蜘蛛丝与医疗应用的传说。例如认为蜘蛛丝在对抗感染、出血、让伤口愈合等方面都能“有所作为”。另外，蜘蛛丝还可作为人造韧带使用。研究者认为，蜘蛛丝具有非凡的柔韧度和延展性，能通过对其进行简单的处理和变换构造来制造各种不同类型的移植物。



为测试蜘蛛丝是否有用，医学院的细胞组织工程师汉娜·文德特和同事首先通过敲打金丝蛛属圆蛛的丝腺让它们吐丝，并将吐出的丝纤维缠绕起来，然后用这些丝线在金属框架上编织出网格，并将人体的皮肤细胞置于网格上进行培养。四天后，皮肤细胞就从角落进入网格内。一周后，皮肤细胞就相互结合在一起。研究人员发现，如果给予适宜的培育、养分、温度和空气，置于这些网格上的人体皮肤细胞会旺盛地生长，经过35天的培养后，细胞的存活率高达98%。这个实验证明，人体皮肤的细胞似乎对蜘蛛丝这种“土壤”并没有明显的排斥，似乎是一种能被身体接受的材料。



田主任指出，人体皮肤在受损再生之后，仍要不断面对皮肤变脆、易破损的问题，很多烧伤患者皮肤愈合柔韧度受损，如果是关节等部位的皮肤则很容易就会出现裂口。如果用蜘蛛丝研发的皮肤敷料能在恢复皮肤柔韧的问题上有所改善，自然会是伤者们的福音。不过，用蜘蛛丝编织的网格结构是否足够精细，还有待进一步的验证。



曾带领团队进行蚕丝蛋白敷料研发工作的浙江大学动物科学学院闵思佳副教授，对蜘蛛丝人造皮肤敷料则持保留意见。她认为，相比蚕丝，蜘蛛丝的取得要困难得多，在未来恐怕更难应用于临床。



蚕丝蛋白人造皮



优点：易取得、愈合快



缺点：成本目前仍较高



在蜘蛛丝人造皮肤研发之前，我国的科研专家已经成功用蚕丝蛋白制造出生物敷料。主要发明人闵思佳副教授在接受本报专访时表示，对蚕丝蛋白敷料的研究国内起步较早，她和同事几年前已从蚕丝中提取蚕丝蛋白，借助其他材料制造成敷料。



用蚕丝蛋白制造的皮肤看起来是什么样的呢？



有人形容它像馄饨皮，用手拉却很有韧性。闵思佳自己则形容它像一层凝胶，在显微镜下可以看到它多孔的海绵状的细微结构。这些敷料在一定温度下冷藏，可用来覆盖在创伤表面，帮助人体皮肤再生。科研人员曾在大白兔身上做实验。结果发现，这种人造皮肤敷料最大的优点是促进愈合的效果非常好。贴上蚕丝蛋白皮肤后，兔子身上直径3厘米的创口不到20天就愈合了。后来又进行了几例临床研究，这种敷料在促进愈合、减轻疼痛方面效果较明显。



闵思佳指出，植皮手术中，取自体皮肤的问题在于来源有限，往往要用新的创口去覆盖老创口。而取猪皮，虽然构造天然，但材料原本是啥样就得保持啥样，没有改进的空间，这不见得都适合人类自身的需要。取自动物筋肉中的胶原蛋白，还有取自蚕丝的蚕丝蛋白合成的人造敷料，主要成分都是蛋白质，与人体皮肤相容性优良，相比天然材料而言，还可以根据我们的需要改变材料的结构、成分、性能，这就增加了应用的灵活性。



但是，闵思佳也坦言，自研发成功到现在，蚕丝蛋白生物敷料并没有真正开始生产。很多厂家担心投资较大而销量较少。田主任也指出，蚕丝蛋白敷料并未见于国内临床使用。目前很多人造皮肤敷料主要依赖进口，价格高昂。植皮通常要按平方厘米来计算费用，一个植皮手术动辄要花几十万，甚至要过百万。



人造超越天然？



仍然不可能



田主任和闵思佳副教授都不约而同地告诉记者，人体的皮肤是非常复杂的构造系统，也承担着多种功能，它除了是身体与外界细菌之间的防御屏障外，皮肤内的汗腺能调节体温、散热，皮脂腺分泌的皮脂也起着润肤、杀菌的作用，目前任何人造的皮肤都不能完全复制人体天然皮肤这些复杂的机能，更不要谈超越和取代了。田主任坦言，烧伤病人的手术过程漫长而且痛苦，植皮需要多次、繁复的手术，一点点将身上剩下的完好皮肤取下0.3毫米~0.4毫米的厚度，作为“种子”撒在敷料上，待它生长之后，再取再“播种”，愈合后的皮肤也要不断面临柔韧度变差、变薄、疤痕增生等问题。



另类“电子皮肤”：



或能再造触觉



真皮层的损伤，势必带来一系列的问题。触觉就是其中之一。田宜肥主任指出，烧伤后皮肤末梢神经损坏，触觉受损的情况会比较严重。不少烧伤患者愈后的敏锐程度往往比不上受伤以前。



在这方面，美国华裔女科学家鲍哲楠和她的研究小组努力攻关，试图让人造皮肤也拥有和自然皮肤一样的触觉，近年取得突破性进展。鲍哲楠利用连成一片的电子感应器打造出“电子皮肤”，其敏感度极高，材料又很柔软，原本是为了让机器人拥有感知能力而设计，结果却发现，这一发明有望在皮肤移植、假肢、机器人、手机、电脑的触摸式显示屏等诸多方面获得广泛应用。但要让“电子皮肤”与天然皮肤相近或者完全一样是一个非常复杂的过程。“电子皮肤”不仅需要有感知力，还需要有电子器件把接收到的感受传输到大脑，使人或者机器人得到信号，然后再作出反应。现在来看，一切也还处在起步阶段。