人工皮膚

人工皮膚

組員 4A027024 蔡政宏 4A027033 蕭景洲 4A027028 許淞鈞 4A027905 林承葦 4A027902 林展文

工作分配 蔡政宏 :ppt 排版和上台報告 蕭景洲 :ppt 製作資料蒐集和上台報告 許淞鈞 : ppt 製作資料蒐集和上台報告 林承葦 : 上台報告 林展文 : 上台報告

大綱 皮膚介紹 燒燙傷的分類 人工皮膚的定義 人工皮膚的製造原理 現代人工皮膚的歷史 現代人工皮膚的特性 現代人工皮膚的使用方法 現代人工皮膚的功效 現代人工皮膚臨床應用 人工皮膚相關產品介紹 市面上人工皮膚商品的列表

皮膚介紹 皮膚可以保持人體的溫度及水分, 避免受到細菌及外界環境的傷害 皮膚依構造可區分為表皮 真皮及皮下組織, 它的每一部分都肩負著不同的功能

表皮 表皮是皮膚的最外層, 覆蓋全身, 具有保護作用 表皮沒有血管, 卻有許多細小的神經末端 角質層 透明層 顆粒層 棘皮層 基底層

角質層在表皮的最外層, 這一層的所有細胞都已角化死去, 由緊密的鱗狀細胞所組成, 會不斷地剝落, 也會不斷地生長 透明層是透明的角質, 為白或油狀體, 也有保護表皮的功能 顆粒層的細胞會強力反射有害的紫外線, 是表皮細胞轉變成角化物質的第一階段

棘皮層負責提供表皮營養, 並由淋巴液將營養補給到表皮 顆粒層, 這層是表皮最厚的一層 基底層則負責表皮細胞的再生, 並並且是皮膚的第二道防線, 層中含有色素細胞, 其色素釋放功能是決定皮膚顏色深淺的主因

真真皮皮 真真皮厚度約 0.3 ~ 3 毫米 ( mm ), 比表皮厚約七倍比, 含大量水分, 所含水分占全身總水分的 18 ~ 40 % 乳頭層 網狀層

乳頭層 乳頭層位於真皮的上層, 走向與表皮垂直, 並連接表皮與真皮, 維繫表皮和真皮的結構

網狀層 網狀層位於真皮的下層, 具有結締組織與彈性纖維, 含膠原蛋白纖維 90 ~ 95 %, 彈性纖維 5 ~ 10 % 網狀層的纖維較粗大, 排列細密, 走向與表皮平行, 具有緩和來自體外的物理刺激或壓力, 並保持皮膚柔軟性的功能, 如保養不當是皮膚形成皺紋皺紋的主要原因

皮下組織 皮下組織位於皮膚的最下層, 主要由脂肪脂肪組成, 其厚度視年齡 性別以及健康狀況而有所不同, 主要功能是保溫保溫與防震防震

燒燙傷的分類 燒燙傷一般可分成三級 : 如圖三所示 一 1 度 ( 級 ) 燒傷 : 表皮 (epidermis) 燒傷 二 2 度 ( 級 ) 燒傷 : 淺層真皮 (dermis) 燒傷或深層真皮燒傷 三 3 度 ( 級 ) 燒傷 : 皮下燒傷 ( 組織壞死 )

傷口癒合的機制 - 三階段 發炎期 (3~4 天 ): 白血球吃掉壞死的組織, 傷口會有紅腫 熱的現象 增生期 (10~14 天 ): 新的血管長出, 傷口開始縮小 成熟期 (2 周 ~6 個月 ): 傷口結疤, 多餘的新血管開始退化萎縮 傷口完全癒合需要兩年的時間, 若傷口不能癒合, 就容易造成細菌侵入感染, 而引起併發症, 甚至危及生命

燒燙傷的治療 1. 一度燒傷時 - 自我修復 2. 二度燒傷時 - 人工皮膚治療 3. 三度燒傷時 - 植皮手術

人工皮膚的定義 傳統的人工皮膚 : 就是從人體其它隱蔽的地方挖取皮膚來填補易暴露的損傷處的皮膚, 本身又造成二次損傷和不便 而且需量大時不易滿足, 特此需要一種能替代人體本身的皮膚的人工皮膚便應運而生 現代人工皮膚 : 是指利用工程學和細胞生物學的原理和方法, 在體外人工研製的皮膚代用品, 用來修復 替代缺損的皮膚組織 人工皮膚高度近似人類皮膚, 在治療燒傷 燙傷方面具有減輕患者疼痛, 癒後不留瘢痕的特效

人工皮膚的製造原理 自體移植 (autografting) 異體移植 (allografting) 異種移植 (xenografting) 以自身的細胞 (autologus cell) 以細胞外基質 (extracellularmatrix,ecm)

自體移植 (autografting) 指當皮膚受傷而以其他部分的皮膚組織進行修復, 一般正常人通常可自行癒合小面積的傷口, 但對大面積燒燙燙傷患者, 通常是由病人自體其他部位切下厚度約 0.014 英吋的皮膚, 再用機器拉開 1-2 倍, 覆蓋在受傷的部位, 又稱為 split-thickness skin autograft, 因大面積受傷的患者本身所剩的皮膚有限, 或者是有的病人傷口再生能力較弱, 卻再再挖東牆來補西牆, 無疑是無疑是雪上加霜

異體移植 (allografting) 是同種異體的皮膚移植, 來源包括了人類屍體或胎兒羊膜, 優點在於其處理方式較不複雜, 和人類皮膚組織相容性高, 缺點在於台灣缺乏皮庫 ( 來自羊膜或屍體 ), 而使用來自人體的異體移植用皮膚也有感染疾病的風險, 此外同種異體真皮移植也有免疫排斥的問題

異種移植 (xenografting) 取自其他種類的動物, 從西元 1500 年試圖用青蛙皮膚作異種皮膚移植, 1692 年用蜥蜴皮膚, 1906 年用兔子皮膚, 1966 年用狗的皮膚, 1965 年至今至今科學家陸續用豬皮改良, 作為異種皮膚移植的材料, 異種皮膚移植優點在於來源不於匱乏, 且皮膚內層為生物相容性的膠原蛋白, 缺點為異種移植的皮膚需經特定方式除去動物皮膚中可能引起抗原性的物質, 動物來源的皮膚可能帶有蛋白質病毒, 處理過的動物皮膚無法由傷口處獲得血液, 常因此而脫落

以自身的細胞 (autologus cell) 利用體外培養方式做出用體外培養方式做出所需要的表皮組織 (dermis), 然而使用這類方法不僅不僅耗時昂貴並且成功率不高

以細胞外基質 將幾丁聚產 (chitosan) 以交聯劑交聯後交聯後而形成的形成的水膠水膠敷於傷口表面 由於水膠材質可含有大量水分, 能充當為充當為細胞外基質, 所以細胞會進入水膠網狀結構中, 並並使使得水膠產生降解 這種形式的敷料可使可使細胞深入其中, 與新生皮膚層可合而為一

現代人工皮膚的製造原理 哈佛大學教授研究出二層結 構皮膚, 其上層其上層是由是由產膠層 所組成, 類似人體的表皮 ; 而下層下層則是則是多孔狀的類真皮 結構, 其主要成分為小牛的 膠原蛋白及鯊鯊魚的軟骨素二 者交聯形成

其重要的設計在於下層的類真皮部分, 有小洞形成, 其大小在 20-125mm, 相當適合患者血管內皮細胞及纖維母細胞纖維母細胞進入, 進而提供良好的血管供應, 最後形成新 " 真真皮皮 "

現代人工皮膚的歷史 最早在 1980 年由哈佛大學教 授發展出二層結構皮膚, 此種人 工皮膚在 1996 年經美國藥物食 品管理局 (FDA) 正式核准並可運 用於大面積燒傷的傷口在切除後 之手術覆蓋

至此, 上皮就是產膠層, 可以輕 易的撕去, 留下新上皮, 再從病 患身上取下相當薄的皮膚 (0.002-0.004 英吋 ) 來作新上皮 的覆蓋 在取皮區, 可以 4 至 6 天即癒合, 比一般 0.013 英吋的 取皮區可快上一倍, 並降低留下 疤疤痕的比例

現代人工皮膚的特性 1. 可以與傷口緊密的結合, 並且維持正常水分及熱的傳導 2. 本身是無毒 無菌 無發炎性, 不會造成過敏, 並且可預防病原微生物入侵, 降低感染發生率 3. 可以參與個體正常的防衛及修復機制 4. 提供永久的表皮且與個體同時增長 5. 維持長期的彈性及堅韌性

6. 具有美觀美觀的功能, 並減輕瘢痕的攣縮 7. 可促進上皮組織快速癒合 8. 減少傷口體液滲出, 並保持局部濕潤的環境 9. 具有良好的透氣性 10. 取掉後可不用自家植皮, 殘留體內也沒問題, 可分解吸收可分解吸收

現代人工皮膚的使用方法 1. 將傷口周圍皮膚拭淨, 再進行黏黏貼 2. 由傷口下方開始黏貼, 勿用力擠擠壓傷口 3. 用手指輕壓邊緣幾下, 以加強固定效果 4. 請於親水性敷料顏色由透明完全變白後 ( 表示吸收分泌物 ), 更換一片新的親水性敷料或依醫師指示更換

適用範圍 1. 急性傷口 : 輕微擦 裂傷, 刀傷 輕度燙傷 破皮, 手術後傷口初期 2. 慢性傷口 : 一 二級褥瘡的傷口保護

注意事項 1. 二度以上 ( 含 ) 燙傷, 請依醫師指示使用 2. 感染性傷口, 請勿使用

現代人工皮膚臨床應用 皮膚潰瘍的治療 大皰性表皮鬆解症的治療 光化性紫癜的治療 燒傷的治療 外傷及手術後皮膚缺損的治療 整形術中的應用 新技術與組織工程技術的結合

人工皮膚相關產品介紹 一.ApligrafTM 二.TranscyteTM 三.DermagraftTM 四.AlloDermTM 五.SkinTempTM&MedifilTM 六.EpicelTM 七.VivoDerm

一 ApligrafTM ( 一 ) Organogenesis (MA, U.S.A.) 所生產的 ApligrafTM 為為目前美國 FDA 唯一核准用來治療糖尿病所引起的潰瘍及靜脈潰瘍的人工皮膚替代品 ( 二 ) 二層的人工皮膚, 其做法是先將人類真皮纖維母細胞種植在 typei 牛膠原蛋白基質中, 6 天後, 細胞成長並分泌細胞外間質, 形成類似真皮層的組織, 再將來自人類新生兒包皮的角質細胞種植上去, 讓角質細胞附著在真皮上, 讓角質細胞開始分裂分化並形成表皮層, 再將此雙層人工皮膚撕下, 繼續培養在空氣及培養基的界面, 誘導表皮層更加成熟

優缺點與保存期限 ( 三 ) 優點 : 癒合後表皮細胞仍舊由患者本身細胞所取代, 但病人不須再承受傷口癒合撕裂的痛苦, 可以一次完成表皮和真皮層的重建 ( 四 ) 缺點 : 製造程序複雜, 很難拿捏並具易碎性, 且容易被降解, 更由於含有異體細胞, 有病毒傳入及產生免疫反應的危險性 ( 五 ) 保存時間約為 5 天

二 TranscyteTM ( 一 ) Advanced Tissue Sciences(CA, U.S.A.) 的 TranscyteTM 為為美國第一個獲得 FDA 認可的人工皮膚替代品 ( 二 ) 真皮層採用真皮纖維母細胞, 表皮層為尼龍網, 將纖維母細胞培養在尼龍網上, 適用於 2 度燒燙傷病人皮膚移植或 3 度燒傷暫時性覆蓋用敷材 ( 三 ) TrancyteTM 在 1997 年 3 月, 被 FDA 許可用於 3 度燒傷用覆蓋材

三 DermagraftTM ( 一 ) AdvanceTissue Sciences 接者又對人工真皮進一步改良, 新產品為 DermagraftTM, 在 2000 年 8 月已獲得美國 FDA 的 premarketapproval ( 二 ) 選用高分子材料聚甘胺酸 (polyglycolic acid) 加上 polyglyactin- 910 混合而成的基質 ( 三 ) 特點 : 具有抵抗膠原蛋白酵素分解 ( 四 ) 優點 : 不具病毒傳染的風險

四 AlloDermTM ( 一 ) LifeCell Corp (TX, U.S.A.) 所生產 AllodermTM 為為來自人類屍體的皮膚, 將其細胞除去, 只留下真皮層細胞外間質及完整的 basement membrane, 再灑上患者本身的細胞 ( 二 ) 這種產品並不適用於大面積傷口的覆蓋, 較適用於小面積的手術傷口覆蓋, 牙齦修補 疤痕修補等 ( 三 ) 優點 : 與真皮基質構造相似, 對於膠原蛋白酵素的抵抗性好 使用方便 滅菌容易且可保存 ( 四 ) 缺點 : 可能受屍體病媒的感染, 且供應量有限

五 SkinTempTM 及 MedifilTM ( 一 ) 為 Biocore Medical Technologies (Topeka, KS, U.S.A) 運用 KollagenTM 技術所發展出來的 ( 二 ) MedifilTM&SkinTempTM, 為將牛的 type I 膠原蛋白重組後, 以膠體或敷料的形式應用在傷口, 對表面性傷口的癒合較傳統方式快上 3 週

六 EpicelTM ( 一 ) Genzyme Tissue Repair Corp (MA, U.S.A.) 的產品, 將病人本身的角質細胞在實驗室中放大培養, 在移植後不具有免疫排斥的問題 ( 二 ) 大部分用在大面積燒燙傷的病人, 每 50 平方公分大小的人工表皮價格高達美金 790 元, 平均每一位病人使用到 100 張人工表皮

七 VivoDerm ( 一 ) 為 ER Squibb & Sons Inc(NJ,U.S.A. ) 所生產的, 是將病人自體的角質細胞培養在玻尿酸上, 膜上設計有小孔可讓病人自體的角質細胞穿透和傷口處接觸 ( 二 ) 這個產品雖然沒有受到美國 FDA 的許可, 但已經成功的用來治療燒燙傷及及慢性靜脈潰瘍, 在德國 義大利及英國已被許可使用

市面上現代人工皮膚商品的列 表 產品名稱 公司名稱 表皮成份 真皮成份 人類真皮纖維母細胞 ApligrafTM Organogenesis, 人類表皮 TypeI 牛膠原蛋白 Inc. 角質細胞其他細胞外間質 生長激素 IntegraTM Silicone (synthetic Integra Life type I 牛膠原蛋白 polysiloxane Science Corp glycosaminoglycan polymer) TranscyteTM Advanced 人類真皮組織 Tissue Science, 合成尼龍網纖維母細胞 Inc. DermagraftTM Advanced Tissue Science, Inc. 合成尼龍網 人類真皮組織纖維母細胞 3 維生物可吸收性支架 AlloDermTM Life Cell Corp 無 人類屍體皮膚經過處理 SkinTempTM BioCore Medical Techonologies 無 重組牛膠原蛋白

產品名稱 公司名稱 表皮成份 真皮成份 MedifilTM BioCore Medical Techonologies 無 重組牛膠原蛋白 EpicelTM Genzyme Tissue 病人自體表皮 Repair 角質細胞 Corp 無 LaserSkinTM Fidia 病人自體表皮 biopolymers 角質細胞 玻尿酸 PolyActiveTM HC implants Polyethylene oxide 病人自體表皮 polybutyleneterephthalate 角質細胞病人自體真皮纖維母細胞 Comp Cult SkinTM Ortec international, Inc. 人類表皮角質細胞 膠原蛋白 人類真皮纖維母細胞

參考資料 行政院國家科學委員會 ( http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xitem=8089&ctnode=439 ) 專題報導 - 生醫敷料及人工皮膚 ( http://ejournal.stpi.narl.org.tw/nsc_index/journal/ej0001/9 ) 燒燙傷的治療 - 人工皮膚之研究 百度百科 (http://baike.baidu.com/view/4533202.htm )

參考資料 燒燙傷的治療 - 人工皮膚之研究 燒 (http://aca4.saihs.edu.tw/pps/download/9211jou.pdf )