[发明专利]一种含脂肪层的组织工程皮肤及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料的组织工程技术领域，具体涉及一种含有脂肪层的组织工程皮肤及其制备方法。

背景技术

近年来，在医学美容、创伤、烧伤外科等领域中，随着对功能性恢复的要求和美观的考虑，对于一些深部的皮肤缺损仅仅达到创面上的皮化已远远不够，需努力探索应用更合理的方法，使植皮区最终取得与皮瓣移植相同或相近的结果。

研究表明，脂肪组织由于脂肪细胞分泌的细胞因子可促进创缘表皮细胞生长爬行、真表皮连接形成，改善移植物的机械性能，对填补软组织缺损具有美容效果，使其柔软度更接近正常皮肤。目前已经发现人的脂肪细胞能分泌的细胞因子和生长因子有几十种之多。在生长因子方面，脂肪细胞分泌有血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、转换生长因子β(transfer growth factor，TGF-β)、胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor，IGF)等。这些生长因子均是参与创面愈合中介导炎症反应和肉芽组织形成有关的重要生长因子，它们调节着创面修复的各个阶段。不仅促进细胞的增殖与分化，而且刺激炎性细胞的趋化迁移以及合成并分泌创面愈合所需的各种物质，包括抑制细胞生长的物质。在细胞因子方面，脂肪细胞分泌的白细胞介素(interleukin，IL)和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)都参与创面的炎症反应过程。此外，脂肪细胞分泌的血管紧张素、纤溶酶原激活物的抑制剂、性激素类(特别是雌性激素)，与脂质蛋白代谢相关的脂蛋白脂酶、游离脂肪酸、抵抗素以及视黄醛结合蛋白质等，均在不同层面水平以不同方式与组织修复发生关联。脂素(Leptin)是脂肪细胞分泌的一种重要细胞因子，介导不同细胞内的信号转导，在一些细胞可通过刺激JNK(c-Jun氨基末端激酶)促发STAT(信号传导及转录激活因子)活性，将细胞外的刺激信号转入细胞核内，通过细胞外信号调节激酶磷酸化，可使伤口边缘角质形成细胞的增殖能力明显增强。

通过以上说明，脂肪细胞在皮肤组织中有着极其重要的作用。目前的组织工程全层皮肤是采用各种材料利用组织工程原理方法所制备的含表皮层和真皮层的组织工程皮肤，但其不含有皮下脂肪层，不能再现天然皮肤的微环境，表皮层和真皮层缺乏相应的细胞信号调控，难以发育成与天然皮肤一致的结构层次；这样会在深度皮肤缺损应用中存在缺陷，不能控制瘢痕的形成。因此研发含脂肪层的组织工程皮肤已成为皮肤组织工程学中的发展趋势。经检索，未见有含脂肪层的组织工程皮肤产品及其应用的报道。

发明内容

针对上述状况，本发明的目的就是提供一种含有脂肪层的组织工程皮肤及其制备方法，使所获得的皮肤具有止血、防止体液流失、保护创面并促进创面愈合的功能，能用于修复皮肤缺损或软组织大量缺损造成的凹陷畸形，应用后产生瘢痕少，并具有形状、大小和厚度易于改变的优点。

本发明提出的含脂肪层的组织工程皮肤的特征在于，是由皮下脂肪细胞、皮肤成纤维细胞、表皮细胞和生物支架材料制成，是将脂肪细胞、皮肤成纤维细胞复合于生物支架材料内部，在表面接种表皮细胞构建而成的具有活性的含脂肪层的组织工程皮肤。所述的生物支架材料是机体可接受的生物可降解材料，包括胶原、细胞外基质复合物、透明质酸、壳聚糖、硫酸软骨素、聚乳酸、聚羟基乙酸的任一种或是几种的组合；其中的细胞外基质复合物包含I、III型胶原、层粘连蛋白、纤维粘连蛋白的成分。所述的皮下脂肪细胞是由自体或是同种异体来源的脂肪细胞、或脂肪前体细胞、或可向脂肪细胞分化的干细胞，包括胚胎干细胞和成体干细胞，如骨髓间充质干细胞、脂肪源性间充质干细胞、造血干细胞、皮肤干细胞、肌肉干细胞、肝脏干细胞、神经干细胞中的一种或是几种。所述的皮肤成纤维细胞为自体或是同种异体来源的皮肤成纤维细胞，或是可向皮肤成纤维细胞分化的干细胞，包括胚胎干细胞和成体干细胞。所述的表皮细胞为自体或是同种异体来源的皮肤表皮细胞，或是可向表皮细胞分化的干细胞，包括胚胎干细胞和成体干细胞。

本发明含脂肪层的组织工程皮肤的制备方法，包括有培养基的配制、生物支架材料的制备、以及组织工程皮肤的三维培养，具体步骤如下，