Посещений:
Искусственно Сконструированная Кожа

Достижения и Проблемы

Progress and opportunities for tissue-engineered skin
Sheila MacNeil
Nature 445, 874-880 (22 February 2007) | doi:10.1038/nature05664

Tissue-engineered skin is now a reality. For patients with extensive full-thickness burns, laboratory expansion of skin cells to achieve barrier function can make the difference between life and death, and it was this acute need that drove the initiation of tissue engineering in the 1980s. A much larger group of patients have ulcers resistant to conventional healing, and treatments using cultured skin cells have been devised to restart the wound-healing process. In the laboratory, the use of tissue-engineered skin provides insight into the behaviour of skin cells in healthy skin and in diseases such as vitiligo, melanoma, psoriasis and blistering disorders.


Рис.1.  |  The structure of human skin.


Рис.2.  |  An example of the clinical use of tissue-engineered skin.


Рис.3.  |  Reconstruction of tissue-engineered skin using a synthetic scaffold.


Рис.4.  |  Examples of laboratory uses of tissue-engineered skin.

Доминирующей функцией кожи является восстановление барьерной функции у пациентов, у которых она была серьезно повреждена. Figure 1 показывает структуру нормальной кожи, а Fig. 2 показывает пример пациента, у которого была успешно использована искусственно созданная кожа. Любая потеря кожи полной толщины, более 4 см в диаметре не может быть залечена без трансплантата1. В случаях, при которых значительные количества кожи необходимы, подходом 'золотой стандарт' является использование split-thickness трансплантатов, которые содержат весь эпидермис, но только часть дермиса. Они выделяются из здоровых областей тела и используются для лечения поврежденных областей. Пациенты отращивают эпидермис в месте источника, если имеется достаточно эпителиальных клеток, оставшихся в дерме. Прежде чем стало возможным искусственное создание кожи хирурги избегали создавать у пациентов условия резкого ухудшения путем удаления слишком большого количества эпидермиса из др. мест тела (фатальные ожоги после инициальной стабилизации обычно обусловлены недостаточностью барьерной функции, чтобы предупредить начало бактериального сепсиса).
Острые ожоги важны не численностью в западном мире2,3, где они в основном избегаются путем обучения и стиля жизни, но они остаются основной проблемой клиник в развивающихся странах. В этих странах нет ни экономических рессурсов, ни инфраструктуры, чтобы создать tissue-engineering технологии, но и простое знание о пересадках существенно отличаются. В развитых странах, вероятная продолжительность жизни и изобилие повысились столь заметно, что хронические раны, ассоциированные со старением и диабетом стали очень существенными4. Они являются дорогостоящими, как экономически для системы здравоохранения, так и для пациентов5. Повторное применение кожных клеток, являются ли это кератиноциты или фибробласты, аутологичные (собственные пациента) или аллогенные (от человеческих доноров), все они могут давать какое-то преимущество для хронических незаживающих ран. В этом случае культивируемые клетки используются как биологические 'factories', чтобы помочь собственным механизмам репарации ран тела. Возможно также применение реконструктивной хирургии, исправлению рубцов, предупреждении рубцов, коррекции дефектов пигментации и лечения некоторых blistering болезней (таких как врожденные невусы6-8).

Principles of skin tissue engineering


Кожа представлена несколькими типами клеток. Кератиноциты являются наиболее распространенным типом клеток в эпидермисе они формируют поверхностный барьерный слой. Меланоциты обнаруживаются в нижнем слое эпидермиса, они обеспечивают окраску кожи. Фибробласты из нижнего слоя дермы обеспечивают прочность и эластичность (Fig. 1). Большая часть искусственно созданной кожи создается увеличением кожных клеток в лаборатории (со скоростями значительно большими, чем происходит это при заживлении ран у пациентов) или путем инициации заживления ран (при хронических незаживающих язвах). Др. способы включают ускорение заживления, уменьшение боли при поверхностных ожогах и коррекция условий, при которых заживление не оптимально (напр., при рубцах, контрактурах или дефектах пигментации). Кожа д.быть способна к регенерации, так что синтетические материалы могут быть использованы временно для создания барьера, дермального матрикса или механизма переноста для долговременного заживления, поэтому все синтетические материалы д.быть в конечном итоге удалены или замещены живыми клетками кожи.
Три фактора является первостепенными в разработке сконструированных тканевых материалов: безопасность для пациента, клиническая эффективность и удобство в использовании. Любой культивируемый клеточный материал несет риск передачи вирусной или бактериальной инфекции и некоторых поддерживающих материалов (таких как телячий коллаген и питательные клетки мышей), которые также привносят риск болезни. Должны быть четкие доказательства, что сконструированная ткань благоприятна для пациента. Существенными характеристиками является то, что она хорошо леч ит и обладает свойствами нормальной кожи. Для достижения эффективного заживления продукты сконструированной ткани д. хорошо прикрепляться к раневому ложу, поддерживаться новыми сосудами, не отторгаться иммунной системой и д. быть способна к саморепарации в течение жизни пациента. Наконец,материалы д. быть удобными для использования.

Key developments


Кератиноциты были первыми действительно культивируемыми клетками в лаборатории уже 30 лет назад9,10. Они развивались , продуцируя небольшие листы клеток в 2-3 слоя толщиной11 (известны как культивируемые эпителиальные аутотрансплантаты, CEAs), которые были использованы для лечения жертв ожогов12,13. Полученные данные подтвердили, что культивируемые клетки кожи возвращенные пациенту способны к самообновлению в течение периода жизни. Пациенты, которые получили кожу в средине1980s13 живы и сегодня и не нуждаются в дальнейшем лечении. Исследования in vitro показали, что кожа является наиболее доступной из всех популяций стволовых клеток у взрослых14-16 (see page 834).

Timeline


Без хорошо васкуляризованного дермального раневого ложа культивируемые кератиноциты сами по себе обладают ограниченной ценностью для лечения ожогов на всю толщину17. В таких случаях необходимо замещать как эпидермальный, так и дермальный слои кожи. Общепринятой практикой18 в таких случаях является очищение раны от обожженой ткани (часто до мышечных фасций), создание дермального эквивалента 17,19 и как только он оказывается васкуляризованным, создание эпидермального слоя. Для этого необходимо предоставление дермиса после оценки ряда биоматериалов как естественных, так и синтетических. Донорская (трупная) кожа обычно используется для лечения серьезных ожогов и лечения хронических ран. Она может быть трансплантирована при ранах на всю толщину и может васкуляризоваться. Верхний эпидермальный слой (который не совместим с иммунной системой) удаляется спустя 3 недели, оставляя после себя васкуляризованный донорский dermis, который представляет собой идеальное раневое ложе для последующей трансплантации кожи или заместительных трансплантатов сконструированной кожи17. Донорская кожа сегодня является недостаточно используемым источником, который может быть особенно ценным в развивающихся странах. Банки кожи могут быть созданы при значительно меньших затратах, чем затраты на др. дермальные замены. С хорошей практикой банков и стерилизации20 риски использования донорской кожи могут быть снижены до риска переливания крови.
Др. используемым заместителем дермы является Integra21. Он был разработан для лечения крупных ожогов и представляет собой телячий коллаген и акулий chondroitin sulphate с силиконовой мембраной, которая действует как временный барьер. Материал, тарансплантированный на раневое ложе и под этой мембраной происходит васкулогенез. После васкуляризации мембрана силиконовго барьера удаляется и замещается барьером из собственных клеток пациента - или расщепленным по толщине трансплантатом кожи или сконструированным тканевым материалом. Непосредственное применение культивируемых клеток на Integra раневое ложе является проблематичным, т.к. клетки неспособны надежно прилипать22. Это привело к разработке реконструированной tissue-engineered кожи, базирующейся на аутологичных кератиноцитах, фибробластах и листках телячьего коллагена (refs 22, 23, 24; see ref. 25 for a review). Она хорошо прикрепляется к обработанному Integra раневому ложу. Хотя наши знания лечения ожогов развиваются, использование донорских клеток для лечения хронических ран продолжается и сегодня имеется ряд продуктов для возобновления заживления ран в таких случаях.

Current progress and challenges


Сегодня доступные tissue-engineered продукты могут быть разделены на 3 группы (Box 1). Имеются такие, которые замещают только эпидермальный слой, такие, которые предоставляют дермальную замену и небольшое количество, которые осуществляют обе. В некоторых клинических условиях (таких как незаживающие язвы и поверхностные ожоги) простой перенос лабораторно размноженных клеток может быть благоприятным для пациентов, но лечение крупных на всю толщину ожогов требует замещения и дермы и эпидермиса. Существуют 4 основные задачи в этой области: улучшение надежности, нахождение замены для расщепленных по толщине трансплантатов, улучшение ангиогенеза в замещающей ткани после трансплантации на раневое ложе и улучшение легкости в использовании.

Safety


Превалирующие методологии культивирования9,10 используют мышиные фибробласты и телячью сыворотку. Этот процесс происходил до наших знаний о прионовых болезнях и того, что клетки мышей могут содержать вирусы, способные трансформировать клетки человека. Чтобы снизить риск питающие фибробласты мышей подвергали летальному гамма-облучению, а сыворотка берется в странах, где стада свободны от bovine spongiform encephalitis (BSE). Однако, если BSE распространится по всему миру, то понадобятся безсывороточные среды. Ранние версии этого оказались ненадежными, но более перспективные продукты, такие как Epilife (for an example of use see ref. 26), уже существуют. Т.к. это запатентованные продукты, то клиническое использование ограничено, но регистрация в US Food and Drug Administration (FDA) уже идет. Имеются также специфические вопросы безопасности с естественными биоматериалами, используемыми для реконструкции кожи. Xenotransplantation - использование свиных тканей у людей - несет риск стимулирования антител к Gal эпитопу. Этот мембранный гликопротеин присутствует в небольших количествах в тканях свиней и обладает потенциалом активировать человеческий complement, вызывая острое отторжение27, поэтому особое внимание д. быть уделено удалению его перед использованием.
Донорские клетки д. быть от отобранных доноров, чтобы избежать вирусных болезней, а продукты, которые используют их (такие как Dermagraft28, Transcyte29, Apligraft30 и Orcel31) д.быть из отобранных банков клеток. Донорские клетки могут помочь пациентам двумя способами - они могут действовать как биологические фактории, стимулирующие заживление ран благодаря продукции факторов роста и они могут также использоваться как временный покров. Донорские фибробласты могут быть использованы как для стимуляции хронических ран, так и для замещения дермы при тяжелых ожогах. Однако, нет доказательств, что донорские кератиноциты когда-либо смогут быть использованы успешно для долговременного лечения ожогов на всю толщину32,33. Вопросом без ответа в этой области остается, молут ли донорские фибробласты выживать длительное время, когда используются клинически. Донорская кожа используется с с начала 1980s17,34,35 и не отмечено проблем с ассоциацией остаточных донорских фибробластов. Свиная кожа также используется в качестве временной замены (напр., Permacol36). Однако, успешная разработка синтетической замены дермы д. существенно снизить многие эти риски.

Split-thickness graft substitutes


Хотя расщепленные по толщине трансплантаты остаются золотым стандартом для лечения мнгих клинических заболеваний, они не всегда доступны в достаточном количесиве, подтверждая нужду клиники в tissue-engineered альтернативах. Коммерческие продукты начали появляться, чтобы удовлетворить эти потребности (такие как Permaderm, ранее известный как Cincinnati заменитель кожи37), но всё ещё существуют значительные затруднения. Когда применяются кератиноциты для глубоких ожогов, то стабильность прикрепления кератиноцитов к подлежащей дерме является ключевым вопросом. Этим клеткам очень трудно хорошо прикрепиться (эквивалентно образованию на ранней стадии базальной мембраны) , за исключением, когда раневое ложе хорошо подготовлено, чтобы быть способным васкуляризовать дерму или дермальный эквивалент. Лучшим подходом является синтез реконструированной кожи в лабораторных условиях, при котором связь между кератиноцитами и дермой может быть обеспечена22,38,39 (Fig. 2). Ангиогенез так же может быть проблемой. Максимальная толщина замещающего кожу материала, которая легко васкуляризуется составляет около 0.4 mm, если этого не учитывать, когда используется реконструированная кожа для человеческих allodermis, то это может приводить к задержке ангиогенеза и отторжению трансплантата39. В трансплантатах толще 0.4 mm новые кровеносные сосуды не могут достаточно бысто проникнуть, чтобы питать эпидермальный слой. Реконструированная кожа, помещенная поверх жира или слабо васкуяризованного раневого ложа будет отторгаться. Группа Boyce установила. что наиболее надежное 'принятие' кожного эквивалента происходит, если раневое ложе предварительно обработано продуктом. таким как Integra21, чтобы получить хорошее кровоснабжение дермы перед трансплантацией22. Даже после успешного восстановления барьерной функции (непосредственная цель при лечении ожоговых повреждений), эстетический вид будет далек от идеального. Напр., могут появиться контрактуры трансплантата39 и аномальная пигментация40,41. Клиницисты и научные исследователи д. учитывать, что заживление раны и восстановление барьерной функции с полной подвижностью является наилучшим достижением, поэтому контрактурам и аномальной пигментации уделяется меньше внимания. Однако, для пациента эти вопросы важны.
Любая трехмерная (3D) реконструкция кожи нуждается в дермальной основе. Разработка биоматериалов для клинического использования экстенсивная и быстро расширяющаяся область (see ref. 42 for a review). В искусственной коже идеальная биооснова для использования in vivo не д.индуцировать токсические или иммунные реакции или вызывать избыточное воспаление. Она д. иметь допустимо низкий (или никакого) уровень риска заболевания, д.быть биологически деградируемой, поддерживать реконструкцию нормальной ткани и иметь сходные механические и физические свойства, чтобы замещать кожу. Она д. быть способной к репарации, д. всегда доступна и способна быть готовой и храниться в течение длительного времени. Уже используются как естественные материалы (такие как экстрагированный FDA-апробированный телячий коллаген или гиалуроновая кислота или бесклеточные природные человеческие и свиные матрицы) , так и синтетические FDA-апробированные биологически деградируемые основы (такие как poly-L-lactide, используемый для растворения швов и др сходные полимеры) dissolvable sutures and related polymers).

Cell delivery approaches


Улучшение удобства эксплуатации как для клиницистов, так и пациентов является существенным, когда продукты репарации кожи используют полностью свой потенциал. Используется ряд различных стратегий. Кератиноциты могут выращиваться в интегрированные клеточные слои (CEAs, сегодня доступен как Epicel43), производиться в виде суспензий и для обработки спреем мест ранений с44 или без fibrin (напр., CellSpray45) или ставиться на различные dressings носители от телячьего коллагена46 до химически определенного полимерного перевязочного носителя (такого как Myskin47). Клетки могут также культивироваться из волосяных фолликулов и применяться в виде маленьких слоев (напр., EpiDex48). Пока проведено мало исследований по сравнению одного метода с др.49. Независимо от того, как кератиноциты наносятся на раневое ложе, успех лечения зависит в основном от состояния раневого ложа - состояние кератиноцитов менее важно. Следовательно, использование любого из способа наложения специфических форм в конечном итоге предопределяется факторами, такими, как легкость использования, цена, транспортация и переменные, иные нежели биологическое здоровье клеток.
Это было подтверждено работами Sheffield University в Великобритании, где культивируемые клетки использовались для лечения пациентов с ожогами с 1992. 10-летний опыт показал, что имеются существенные излишние траты при использовании CEA слоев, т.к. этот метод не дает существенной гибкости по времени применения клеток у пациентов50. Соотв. предпочтение сегодня отдается subconfluent клеткам, используемым на химически определенном dressing носителе (как для хронических ран51 так и ожоговых повреждений52), с которого клетки переносятся на раневое ложе. Инертный dressing носитель покрыт чрезвычайно тонким полимером, содержащим кислые функциональные группы, используя технику полимеризации плазмы53. Повторные применения могут способствовать заживлению хронических ран51. Эта техника нуждается в регулярных повторных применениях клеток (или аутологичных или аллогенных) , чтобы обеспечить заживление ран, которые могут торчать ( 'stuck') в течение длительного периода54.

Сlinical success but economic failure

Относительно небольшое количество пациентов с тяжелыми ожогами в развитых странах и экономические затраты лечения таких пациентов объясняют, почему относительно мало коммерческих компаний разрабатывает аутологические базирующиеся на кератиноцитах продукты для использования в этой области. Большинство компаний фокусируется на рынок крупных хронических ран с подходами, использующими или материалы, свободные от клеток, в качестве временных перевязок ран (напр., Integra21) или донорские клетки в некой форме основы (такие как Dermagraft28). Искусственная ткань кожи должна обладать таким очевидным клиническим преимуществом, что это ведет к нералистическим коммерческим и клиническим ожиданиям. Первоначально акцент делался исключительно на пользе для пациентов, но он быстро превратился в коммерческую реальность. Однако, неясна основа для регуляции воссоздания ткани и поэтому необходимо параллельное развитие регулирующего контроля (очень медленный процесс) в этой новой области медицины, создающего существенные проблемы для коммерческих операций. Существенный прогресс был достигнут, но спустя 25 лет всё ещё не существует униформного международного подхода к решению этого вопроса. Административное время течет медленнее, чем время нацчных изысканй. Продукты тканевого инжениринга не сравнимы с моделями здравоохранения для разработки инструментария и лекарств.
Лечение пациентов с обширными ожогами является не дешевым и не легким. Цена продуктов всегда выше для аутологических клеток, чем для аллогенных клеток. Хотя последнее используется больше, хотя оно не может быть использовано постоянно для репарации тяжелых ожогов и финансирование этих высоких издержек продукции является задачей на ближайшие годы. Это составляет основу и не является неожиданностью, что некоторые компании, которые вносят основной вклад в эту область и разработку клинически эффективных продуктов, не достигают коммерческого успеха. Напр., Dermagraft28 достиг клинического успеха в лечении неизлечимых язв, но это не оправдывает себя коммерчески. Др., такие как Apligraf30, выживают на рынке и достигли финансового успеха.
Оглядываясь в прошлое можно извлечь некоторые уроки. Новый рынок вряд ли возместит высокие затраты на эти продукты до тех пор, пока они не станут существенно более эффективными, чем стандартное лечение. Ясно, что необходим простой в обращении продукт, не нуждающийся в экспертизе специалистов. Наконец, скорость, с которой могут быть разработаны регулирующие механизмы, является критическим фактором успеха, особенно для малых компаний. with which regulatory mechanisms can be developed is a critical success factor, especially for smaller companies. 'Мгновенные успехи', описываемые популярной прессой в действительности являются результатом упрямой настойчивости относительно небольших групп.

Laboratory uses of tissue-engineered skin


Помимо клинического использования искусственно созданной ткани кожи существует множество неклинических исследований по реконструированию ткани кожи, особенно в трехмерных моделях. Сконструированная кожа сегодня представляется ценной в аспектах биологических исследований кожи для уменьшения экспериментов на разнообразных животных, для исследований межклеточных и клетка- межклеточный матрикс взаимодействий, проникновение кожного барьера, лечение ран, ангиогенеза, регуляции пигментации, кожных рубцов и для исследований кожных болезней, таких как инвазирующие меланомы, псориаз и нарушения с кожными волдырями. Следующая декада будет характеризоваться увеличением использования трехмерных моделей, в которых физиологические взаимодействия между различными клетками кожи, которые не могут проявиться в стандартных монослойных культурах, станут возможными. Большинство современных исследований базируется на двухмерных культурах и они нуждается в переоценке
Для использования in vitro критерии разработки 3D основ менее взыскательны, чем для использования in vivo. Основы д. соответствовать целям, т.е. д. позволять клеткам кожи формировать эпителий, взаимодействовать др. с др. и воспроизводить насколько возможно реакции нормальной кожи, когда подвергаются действию ряда биологических агентов. Реконструированная кожа д. обеспечивать необходимую биологию, но, напр., в токсикологических исследованиях in vitro основы, сделанные из биологически недеградируемого материала могут оказаться более пригодными55,56. Эти основы лишены какой-либо функционирующей васкулатуры или иммунной системы, так что не могут быть использованы для полного замещения в исследованиях in vivo на животных и людях, но они обладают важными преимуществами добавлять или устранять разные типы клеток для достижения их соответствия аспектам кожной биологии в исследованиях. Этого нелегко достичь in vivo.

Alternatives to animal testing


Одним из основных стимулов для разработки сконструированной кожи является повышенная потребность в альтернативах тестировании на животных многих тысяч химических добавок, для используемых препаратов для кожи человека. В Европе из гуманных соображений снижаются эксперименты на животных согласно директивам Европейского союза57. Хотя такие модели не могут полностью устранить нужду в некоторых экспериментах на животных (из-за отсутствия реакций иммунных и кровоснабжения) , они могут существенно снизить количества тестов на дерматотоксичность на животных. Существенный вклад в разработку кожных моделей для тестирования фармацевтической косметики и химических соединений внесен в последние годы такими компаниями как L'Oreal58,59 и Skin Ethic60. Это привело к разработке эпителиальных клеточных моделей для изучения агентов, которые могут индуцировать токсичность или раздражение. В настоящее время две модели искусственной кожи человека, Epiderm и Episkin, были оценены ECVAM (European Centre for the Validation of Alternative Methods) в Skin Irritation Validation Study61. Однако, т.к. многие коммерческие трехмерные модели кожи содержат кератиноциты, то они нуждаются в улучшении за счет добавления фибробластов. Недавние эксперименты показали56 , что присутствие фибробластов помогает кератиноцитам ладить с потенциально токсичными агентами. Фибробласты, поддерживающие экспансию и организацию кератиноцитов, продемонстрированы даже на трехмерных electrospun polystyrene матрицах, не обладающих специализированными структурами коллагена из натуральной дермы55 (Fig. 3).

Pigmentation


Великолепная работа для понимания биологи как нормальных, так и vitiligo меланоцитов в реконструированной кожи опубликована лабораторией Taieb62. Способность к 'mix and match' экспериментам позволила установить. что меланоциты в трехмерных культурах спонтанно продуцируют пигмент, отражающий их происхождение из донорского phototype. На эту способность не влияло окружение кератиноцитов.
Исходя из этого группа L'Oreal58 разработала модель с меланоцитами для изучения пигментных реакций на агенты. Неожиданно, оказалось, что фибробласты играют существенную роль в предопределении того, будет ли, происходить спонтанная пигментация в реконструированной коже63. Это показано на Fig. 4a, b. Figure 4a показывает разрез через кожу, демонстрируя локализацию меланоцитов в нижнем слое эпидермиса. На Fig. 4b, однако, центр реконструированного кожного диска намеренно не засевался меланоцитами, чтобы создать контраст. В присутствии фибробластов заселение реконструированной кожи меланоцитами происходило от бледнолицых доноров, приводя к amelanotic коже (Fig. 4b, модель слева). Пропуск фибробластов в тех же самых экспериментах приводил к спонтанной пигментации63 (Fig. 4b, модель справа). Недавнее исследование64 на иммуно-толерантных мышах, которым трансплантировали реконструированную кожу человека, подтвердило, что фибробласты человека функционируют также, чтобы редуцировать меланоцитарную пигментацию in vivo. Т.о., поведение меланоцитов очень отличается в присутствии и отсутствии фибробластов. Роль фибробластов в уменьшении пигментации не была очевидно до разработки трехмерных моделей кожи.
Было отмечено, что гипопигментация является часто проблемой, когда реконструированная кожа используется у ожоговых пациентов41. Когда в качестве дермальной основы используется коллаген, на котором реконструируется кожа, то меланоциты первоначально присутствующие в реконструированной коже могут быстро теряться после её трансплантации41. Это может быть воспроизведено экспериментально, используя реконструированную кожу человека, которая была приготовлена с или без базальной мембраны. В отсутствие базальной мембраны меланоциты не способны надежно закрепляться и быстро теряются63 (see page 843).

Melanoma invasion


Трехмерные реконструированные модели предоставляют информацию о взаимодействии между опухолевыми клетками и клетками здоровой кожи. Ряд исследовательских групп - таких как Delvoye et al.65 - исследовали клеточные взаимодействия путем наблюдения инвазии меланом ранних стадий. Такие модели могут использоваться для наблюдения степени инвазии разными линиями меланомных клеток, чтобы исследовать намеренную позитивную и негативную регуляцию адгезивных молекул на этих меланомах и изучить matrix metalloproteinases и воспаление. Инвазия (Fig. 4c) обнаружила зависимость от взаимодействия опухолевых клеток с с соседними клетками кожи66-68.

Skin contraction


Неожиданные результаты были получены в отношении контракции трансплантатов кожи человека. Данные работ по использованию реконструированной кожи со стерилизованной зрелой связанной поперечно дермой (Fig. 4d) показали, что скорее кератиноциты, чем фибробласты вызывают контракцию этой дермы69-71. И кератиноциты72 и фибробласты73 могут вызывать контракцию жидких коллагеновых гелей, но находки, что кератиноциты обладают заметной способностью вызывать контракции термы человека проливает новый свет на проблему контрактур кожных трансплантатов. Эта модель была использована для идентификации новых фармакологических мишеней, чтобы блокировать контракции. Недавние исследования показали. что ингибиторы в энзима, поперечно сшивающего коллаген, lysyl oxidase, могут блокировать контракцию в значительной степени без побочных эффектов на морфологию кожи71.

Other uses


Реконструированная кожа была также использована для разработки моделей болезней кожи человека, таких как псориаз74 и генетического нарушения epidermolysis bullosa - тяжелого, часто летального нарушения с кожными волдырями. Здесь, была использована разработка экспрессии терапевтического гена для улучшения адгезии кератиноцитов. Сегодня мало попыток лечения этих пациентов несмотря на генную терапию и трансплантации сконструированной кожи, поэтому эти данные кажутся обнадеживающими75.

Challenges for the future


Tissue engineering of skin is based on almost 25 years' worth of published research and rests on a strong bedrock of cell biology and wound-healing knowledge. There is a relatively mature understanding of what works well, what remains challenging and where to concentrate effort. At a prosaic level there remains a major need to reduce the risks for patients receiving cultured cells. For such patients, a reliable and regulatory-body-approved xenobiotic-free keratinocyte culture methodology is badly needed. Dermal substitute materials that present lower risks for burns patients than bovine collagen or human donor dermis are also needed. In terms of success after grafting, the main challenge is to get cultured cells to attach securely - often to very challenging wound beds. Means of accelerating basement membrane formation and vascularization are needed to help tissue-engineered skin survive after grafting. After this, graft contraction, loss of pigmentation and scarring at the margins may occur, as with conventional skin grafts. In vitro models of tissue-engineered skin are offering insight into how to prevent contraction and loss of pigmentation. With respect to scar prevention, a long-established programme of research76,77 on understanding the role of the transforming growth factor- family in wound healing and scar formation is now being developed into a therapy78.
The experience of the past 25 years has identified that in the production of tissue-engineered materials the focus must move more quickly from laboratory to clinical use. Products must be user-friendly. Production costs must be contained so that reimbursement gives a sufficient income. Commercial lessons have been hard won, but products have successfully negotiated a rapidly changing regulatory environment. Safe and clinically effective materials have been developed, and making these commercially viable is now feasible. Despite initial unrealistic commercial and clinical expectations, tissue-engineered skin has delivered considerable benefits to patients with burns and chronic wounds and has enormous potential that is only just beginning to be realized.
Сайт создан в системе uCoz