康 凱郭 林*
(1 大連大學研究生,遼寧 大連 116001;2 大連大學附屬中山醫院骨二科,遼寧 大連116001)
羊膜的臨床研究新進展
康 凱1郭 林2*
(1 大連大學研究生,遼寧 大連 116001;2 大連大學附屬中山醫院骨二科,遼寧 大連116001)
羊膜;臨床研究
自1910年,羊膜首次被用作皮膚移植物,目前其臨床基礎和臨床應用研究更是如火如荼。本文就羊膜組織的組織學結構,生物學特性,其制備、保存、應用加以綜述。
人羊膜(human Amniotic Membrane,HAM)是胎兒和母體之間的一層隔膜,其基底膜是全身最厚的膜結構,透明、有韌性,不含血管、神經和淋巴組織。由內到外分為5層:上皮細胞層、基底層、致密層、纖維母細胞層、海綿層。其中上皮細胞合成和分泌基質,維持膜成分的穩定。其余各層都是以網狀纖維為主要成分,各種蛋白、多糖、細胞鑲嵌其中,基底層含有層粘連蛋白和硫肝糖蛋白[1],致密層薄而致密,起支持和濾過作用。纖維母細胞層在這五層結構中最厚,含有成纖維細胞,海綿層的特點是膠原纖維呈波浪狀。
羊膜中的膠原纖維形成的網狀結構為細胞的粘附、爬行提供了支架,有利于上皮細胞的生長和擴增,預防其凋亡[2],另外羊膜合成和分泌的多種細胞因子和生物酶對上皮的增殖和分化有強有力的促進作用[3];羊膜上皮細胞和間質細胞可以分泌多種抗炎因子(白細胞介素-1受體拮抗劑)、抗血管形成因子(如內皮抑素前體蛋白)。同時其也可抑制胰蛋白酶,膠原酶的活性。從而抑制炎癥的發生發展和新生血管的形成;羊膜中的某些成分通過基因水平的調控可以抑制轉化生長因子β的合成,從而抑制纖維母細胞的活性,減少瘢痕形成[4],減少組織粘連;羊膜致密層網狀纖維排列緊密,能阻止細菌等微生物的侵襲,從而防止感染和避免水分的丟失。同時由于羊膜上皮細胞膜上不表達HLA-A、B、C和DR抗原[5-7],從而始動環節避免了異體移植可能帶來的免疫排斥反應。而且羊膜還能抑制多種免疫細胞的遷移,進一步移植了免疫反應,尤其是細胞免疫[8]。
3.1 羊膜的制備
取新分娩的健康(HIV,乙型肝炎,丙型肝炎,梅毒等檢查陰性)剖宮產孕婦胎盤,鈍性分離羊膜,無菌生理鹽水反復沖洗,去除血凝塊等其他物質。將人羊膜上皮細胞面朝向上,上皮面朝上置于含抗生素的(慶大霉素1000U/mL,青霉素100U/mL,鏈霉素100U/mL)生理鹽水中浸泡30min后沖洗3遍,按一定規格修剪,平鋪于無菌的乙酸纖維素薄膜上,4℃下可以保存24h。整個過程要注意無菌條件下操作。
3.2 羊膜細胞外基質(脫細胞羊膜)的制備
將新鮮羊膜用純甘油于4℃下脫水3次,每次24h。PBS 復水后用0.25%胰蛋白酶消化,并刮除殘存的細胞成分,顯微鏡下證實無細胞后,上皮面朝上平鋪于乙酸纖維薄膜紙上。
3.3 羊膜的保存:
羊膜的保存方法主要有四種:①DMEM/甘油深低溫保存法:將羊膜片放入滅菌DMEM/甘油液中(1∶1),在-80℃下,用中性硅玻璃瓶可以密閉保存6個月;②純甘油4℃保存法:將羊膜片用消毒純甘油浸泡24h,然后換純甘油瓶,4℃下可以保存30d;③無水酒精保存法:75%酒精浸泡24h后,換100%酒精密閉保存,4℃或室溫保存半年;④真空干燥保存法:將羊膜片放入羊膜容器中,低溫真空干燥1h,加蓋蠟封4℃保存。
羊膜作為一種天然的高分子生物材料,在基礎研究和臨床應用研究中用途廣泛。1910年Davis首先成功地將胎膜用作皮膚替代材料。此后用羊膜作移植材料治療燒傷及潰瘍的皮膚創面取得成功;1995年,用凍存的羊膜重建兔眼角膜的動物實驗取得了成功,之后羊膜的眼科應用取得了突破性進展,并逐漸擴展到其他各科。
4.1 眼部疾病
①羊膜可用于瞼球粘連、結膜缺損及瘢痕化等眼表疾病導致的皮膚黏膜缺損,將羊膜貼附于創傷表面,可以有效防止角結膜溶解及角膜穿孔,防止局部粘連,降低免疫排斥反應,抑制炎癥的進展,從而加快角膜和結膜修復。②治療感染、化學燒傷、創傷等導致的角膜潰瘍[9]和角膜上皮缺損是,用羊膜覆蓋潰瘍表面,療效確切,視力有所提高,可以改善患者的生活質量。Gris等[10]在對角膜上皮缺損的患者實行角膜移植術,術后全部治愈,未發生角膜溶解、潰瘍等并發癥。③翼狀胬肉切除后尤其是復發性胬肉,植入羊膜可以明顯降低復發率[11]。④青光眼患者的眼內壓升高,采用羊膜移植進行濾過道的重建[12],減少青光眼手術導致的瘢痕形成,有效緩解患者的疼痛和視力下降,同時可以減少了術后應用5-Fu和MMC帶來的并發癥。
4.2 泌尿和生殖系統
尿道狹窄和大段輸尿管缺損一直是泌尿外科的一大難題。Koziak等[13]通過羊膜移植治療男性尿道狹窄和大段輸尿管缺損的療效確切,排尿功能恢復正常,遠期效果佳,有效率可達80%以上,而且影像學結果顯示移植部位的尿道寬與正常部位;羊膜被用于治療先天性無陰道的患者,范雪梅等[14]對11例先天性無陰道患者實施陰道成形術,然后將羊膜覆蓋于再造的陰道腔內,手術效果滿意,術后陰道壁為黏膜上皮組織所覆蓋。
4.3 修補硬腦膜缺損
凍干羊膜修補硬腦膜安全、有效。張念平等[15]在豚鼠顱頂部開窗,切除硬腦膜,缺損處用凍干羊膜修補。術后3個月后修補材料可被纖維結締組織取代,局部皮膚切口愈合良好,無感染、皮下積液、腦脊液漏等不良并發癥。
4.4 皮膚燒傷
人羊膜無毒副作用,無免疫排斥反應,其作為敷料治療重度燒傷有保護創面,減少滲出,穩定內環境、減少感染的作用。Mohammadi[16]等將人羊膜敷料治療燒傷患者,效果明顯優于應用抗生素治療的對照組。
4.5 脫細胞羊膜作為組織工程支架材料的應用
組織工程應用細胞生物學和工程學的原理來研究、開發、制作組織結構和功能替代物,人羊膜是一種天然的高分子生物材料,其作為組織工程支架材料廣泛應用于多種人工器官,組織。在眼科,將角膜緣干細胞和羊膜支架共培養,構建組織工程角膜,然后回植于機體角膜緣,治療Stevens-Johnson綜合征急慢性期的炎性反應,瘢痕化,修補角膜缺損[17]。此外以羊膜和人視網膜色素上皮細胞共培養,可以促進上皮細胞的增殖,分化[18],從而構建組織工程視網膜。近年來,應用羊膜負載尿路上皮細胞恢復狹窄或者缺損的尿路[19];負載表皮或毛囊干細胞來修復皮膚創面[20];負載骨髓間充質干細胞修復軟骨損傷[21]等。
總之,羊膜的極低免疫性、特有的組織結構、和良好的生物學作用、廣泛的用途是其倍受關注的前提。加之組織來源充足,取材便利,無重大的倫理學方面的爭議,都將使其在未來的臨床實踐更加突出,尤其是在組織工程支架方面的應用。
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A
1671-8194(2013)30-0039-03
*通訊作者