中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“人造皮膚”樣品。

圖為膠原-殼聚糖/硅橡膠皮膚再生材料。

本版圖片均為資料片

　　7月30日，臺(tái)灣粉塵爆炸事故中的一名31歲傷者因感染引發(fā)敗血性休克及多重器官衰竭去世。據(jù)介紹，此次事故有近500人受傷，傷員平均燒燙傷面積達(dá)到44％。目前仍有316人留院治療，面臨最主要的問(wèn)題就是缺乏足夠的“人造皮膚”。

　　“五指并攏時(shí)，一只手掌的面積是全身體表面積的1%。你可以想象44%的燒燙傷面積有多大。”河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院整形外科副主任醫(yī)師劉柳介紹，嚴(yán)重?zé)齻牟∪巳绻荒芗皶r(shí)封閉創(chuàng)面，常常引起創(chuàng)面及全身感染等一系列并發(fā)癥，甚至?xí)＜吧?。然而，在大?guī)模的燒傷事故中，由于大多數(shù)傷者燒傷面積較大，而且受傷人數(shù)較多，很難有充足的患者自身皮膚來(lái)封閉創(chuàng)面，這時(shí)往往需要“人造皮膚”來(lái)救急。

　　開(kāi)展植皮術(shù)已有一百多年歷史，基本是補(bǔ)“西墻”而不毀“東墻”

　　“也許很多人不知道，皮膚是人體最大的器官。”劉柳說(shuō)，一個(gè)成年人的皮膚有2-3平方米，在重量上可占到人體體重的20%左右。

　　看到筆者驚訝的樣子，他解釋說(shuō)，皮膚并不僅僅是我們?nèi)庋劭吹降娜梭w表皮。在表皮底下還有真皮和皮下組織，并含有附屬器官（汗腺、皮脂腺、指甲、趾甲）以及血管、淋巴管、神經(jīng)和肌肉等，其主要的功能是保護(hù)、分泌和排泄以及感覺(jué)功能。

　　皮膚位于人體表面，就像一件嚴(yán)實(shí)的天然“衣服”，把整個(gè)身體包裹得天衣無(wú)縫。由于皮膚表面的角質(zhì)層有韌性和彈性，這就使皮膚能經(jīng)受輕度的搔抓和摩擦，可保護(hù)內(nèi)部組織避免或減少外來(lái)力量擠壓或震蕩造成的傷害。

　　此外，皮膚還具有吸收及防止體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)喪失的作用。“體內(nèi)的液體失去皮膚的保護(hù)會(huì)迅速滲出、蒸發(fā)、丟失，病患往往面臨休克的危險(xiǎn)。”劉柳表示，醫(yī)生處理燒傷患者的第一個(gè)措施就是補(bǔ)液。

　　完整的皮膚，由于表皮結(jié)構(gòu)致密，微生物不能進(jìn)入，而且正常皮膚呈酸性（pH:4.5—6.5），不利于細(xì)菌和真菌的繁殖。因此，皮膚受損后，劉柳表示，在闖過(guò)休克關(guān)口之后，細(xì)菌感染是接下來(lái)要面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。特別是皮膚燒傷面積較大時(shí)，感染的幾率非常大，而且有生命危險(xiǎn)。

　　據(jù)介紹，位于皮膚表面的表皮是由億萬(wàn)個(gè)細(xì)胞與協(xié)調(diào)整齊的角朊細(xì)胞排列成若干層組合而成，它具有一定的再生和修復(fù)功能。如果皮膚損害的面積較小、深度較淺，它能自動(dòng)修復(fù)。然而，對(duì)嚴(yán)重?zé)齻颊叨?，植皮是為了救命。醫(yī)生必須及時(shí)封閉創(chuàng)面，給創(chuàng)面覆蓋上一層保護(hù)膜，給受傷的皮膚一個(gè)能重新生長(zhǎng)的環(huán)境。

　　“一般我們用三度四分法來(lái)表示燒傷程度，一度、三度燒傷不分深淺，二度燒傷分為淺二度燒傷與深二度燒傷。”劉柳表示，二度與三度的區(qū)別主要在于真皮是否全部燒透。比如手的皮膚，如果表皮燒壞了還有部分真皮傷了，這個(gè)叫深二度燒傷；如果所有的表皮與真皮都燒傷了，那叫三度燒傷。“深二度燒傷且面積比較多，或者三度燒傷，一般就會(huì)用植皮的方法進(jìn)行治療。”

　　據(jù)介紹，植皮術(shù)的開(kāi)展已有一百多年的歷史，最常用的就是用患者自身未損壞的皮膚。這種植皮是補(bǔ)“西墻”而不毀“東墻”。醫(yī)生取的是該部位的斷層皮片，而不是全層，半個(gè)月至三個(gè)星期又可長(zhǎng)出新的皮膚來(lái)，不會(huì)造成破壞。

　　皮膚作為覆蓋和保護(hù)體表的重要組織器官，非常容易受到外傷、燒傷、炎癥等因素的損害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年燒傷與潰瘍患者達(dá)到1500萬(wàn)人，其中需要進(jìn)行皮膚移植的病例在350萬(wàn)人。然而，在臨床中，對(duì)燒傷面積大的患者，醫(yī)生經(jīng)常會(huì)面臨沒(méi)有完整或者足夠的自身皮膚來(lái)移植的困境。所以，科學(xué)家們一直在尋找可直接用于人體的替代品。

　　目前臨床上，小白豬真皮是主要的敷料來(lái)源

　　“目前，如果患者的燒傷面積大，沒(méi)有完整或者足夠的自身皮膚來(lái)移植，主要采用異體皮和異種皮。”劉柳介紹，異體皮就是從別人身上取下的皮膚，雖然最切合人類(lèi)皮膚的自然形態(tài)，但卻是稀缺材料，并且取人皮也會(huì)引發(fā)倫理爭(zhēng)議。異種皮則是從動(dòng)物身上取下真皮層，作為敷料覆蓋創(chuàng)面。

　　據(jù)了解，目前臨床上用得最多的是小白豬的真皮。小白豬真皮目前與人類(lèi)皮膚構(gòu)造最接近，在取得成本上也比較低，倫理上的爭(zhēng)議也相對(duì)沒(méi)那么尖銳，所以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，都是主要的敷料來(lái)源。

　　然而，無(wú)論是異體皮還是異種皮都很難保存和運(yùn)輸，遇到像臺(tái)灣粉塵爆炸這樣的大規(guī)模燒傷事故時(shí)，就會(huì)面臨皮膚短缺難題，這時(shí)迫切需要一種較容易保存和運(yùn)輸?shù)?ldquo;皮膚”，因此用來(lái)應(yīng)急的人造皮膚應(yīng)運(yùn)而生。

　　據(jù)介紹，20世紀(jì)80年代后，國(guó)外科學(xué)家研制出多種人造皮膚，可誘導(dǎo)患者自身重建真皮層。我國(guó)人造皮膚研究起步較國(guó)外要晚，2007年，中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)金巖教授帶著他的團(tuán)隊(duì)研制出了“人造皮膚”，并經(jīng)過(guò)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局正式批準(zhǔn)注冊(cè)，成為具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)第一個(gè)組織工程皮膚產(chǎn)品。除此之外，已有不少研究人員借助膠原、殼聚糖等材料，采用生物材料科學(xué)、高分子科學(xué)，制造不含細(xì)胞的皮膚再生產(chǎn)品。

　　劉柳介紹，這些人造皮膚主要是通過(guò)一定的技術(shù)，先建立一個(gè)膠原的皮膚“支架”，將患者完好的皮膚打成微粒灑在上面作為“種子”，然后將其敷在患者創(chuàng)面，當(dāng)長(zhǎng)出新皮膚的柔韌度足以對(duì)抗普通皮外傷后，人造皮膚便可以安全“隱退”。

　　小白豬真皮雖然構(gòu)造天然，但材料原本是啥樣就得保持啥樣，沒(méi)有改進(jìn)的空間，這不見(jiàn)得都適合人類(lèi)自身的需要。劉柳說(shuō)，而人造皮膚主要成分都是蛋白質(zhì)，與人體皮膚相容性?xún)?yōu)良，相比天然材料而言，還可以根據(jù)我們的需要改變材料的結(jié)構(gòu)、成分、性能，這就增加了應(yīng)用的靈活性。

　　不過(guò)，劉柳表示，目前我國(guó)研制的人造皮膚相當(dāng)一部分只是創(chuàng)傷敷料，在治療前期可對(duì)創(chuàng)面進(jìn)行覆蓋保護(hù)，以防脫水、感染，而真正可以用于后期修復(fù)再生的人造皮膚技術(shù)要求則更高。

　　研發(fā)具有汗腺、毛囊等皮膚附屬器官及皮膚自身功能的人造皮膚，是國(guó)際研究的熱點(diǎn)

　　“人造皮膚也就是醫(yī)學(xué)上所稱(chēng)的‘組織工程皮膚’。”劉柳表示，皮膚組織工程是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科，它是利用生物學(xué)和工程學(xué)原理與方法，在體外制備出一種皮膚替代物。其核心是創(chuàng)造出一種三維生長(zhǎng)支架，將由機(jī)體分離出的表皮細(xì)胞或纖維細(xì)胞進(jìn)行體外復(fù)合培養(yǎng)，形成人工再生的真皮等同物或皮膚等同物，移植于需要修復(fù)、重建的皮膚病損處。

　　據(jù)介紹，組織工程皮膚研究已有近40年的歷史，然而到現(xiàn)在仍然面臨許多難題。目前，科研人員可以實(shí)現(xiàn)用于器官再造的干細(xì)胞體外培養(yǎng)，但由于人體細(xì)胞發(fā)展的整個(gè)過(guò)程還是未知的，讓干細(xì)胞在分離、培養(yǎng)和擴(kuò)容過(guò)程中始終保持原來(lái)的性狀還是一個(gè)未解的難題。而且細(xì)胞的培養(yǎng)需要一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的過(guò)程，對(duì)燒傷患者而言，時(shí)間就是生命，不允許等待這么長(zhǎng)的時(shí)間。

　　此外，皮膚是人體的一個(gè)器官。除了發(fā)揮天然“屏障”作用外，皮膚到處都分布著感受器和感覺(jué)神經(jīng)末梢，各種感受器分別感受機(jī)械溫度和化學(xué)適宜刺激，產(chǎn)生沖動(dòng)，經(jīng)傳入神經(jīng)傳至中樞，引起不同的感覺(jué)（如觸、壓、熱、冷、癢、痛等）。皮膚還可通過(guò)輻射、對(duì)流、蒸發(fā)、傳導(dǎo)等方式調(diào)節(jié)體溫起到呼吸作用。劉柳說(shuō)：“這對(duì)組織工程皮膚研究，提出了更高的要求。”

　　據(jù)了解，今年7月，浙江大學(xué)一支由信電系、高分子系、醫(yī)學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院的學(xué)科教授組成的合作團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近一年時(shí)間研究，發(fā)明出一種具有感知生成、實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)皮膚修復(fù)過(guò)程能力的人造電子皮膚系統(tǒng)，且能較好地融入生物體。這一人造電子皮膚系統(tǒng)結(jié)合了組織再生材料和柔性電子器件的優(yōu)勢(shì)，可監(jiān)控皮膚再生過(guò)程中溫度、濕度、生長(zhǎng)因子等多種生理信號(hào)的變化，從而對(duì)傷口恢復(fù)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可提高診斷和治療時(shí)效性，減少傷口二次損傷和感染，對(duì)皮膚的再生具有重要意義。

　　“目前研發(fā)具有汗腺、毛囊等皮膚附屬器官及皮膚自身功能的人造皮膚，是國(guó)際研究的一個(gè)熱點(diǎn)。”劉柳坦言，真正的人造皮膚從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用，還有很長(zhǎng)的路要走。

　　□本報(bào)通訊員 路朝暉 本報(bào)記者 王敬照