SCI 干细胞国际 1687 - 9678 1687 - 966 x Hindawi 10.1155 / 2020/7056261 7056261 评论文章 脂肪中提取干细胞的作用,真皮再生模板和组织工程学中富含血小板血浆治疗慢性皮肤伤口 https://orcid.org/0000 - 0003 - 3465 - 6641 Conese 马西莫 1 Annacontini 路易吉 2 3 卡伯恩 Annalucia 4 Beccia Elisa 1 5 Cecchino Liberato罗伯特 3 帕里 多梅尼科 2 3 迪吉奥亚 桑特 1 Lembo 费德勒正在 3 https://orcid.org/0000 - 0002 - 0158 - 3039 Angiolillo Antonella 5 Mastrangelo Filiberto 2 https://orcid.org/0000 - 0003 - 4633 - 4893 Lo Muzio 洛伦佐 2 https://orcid.org/0000 - 0002 - 6025 - 0066 Portincasa 奥雷 2 3 De Francesco 弗朗西斯科 1 医疗和外科学系 福贾大学 福贾71122 意大利 unifg.it 2 临床和实验医学的部门 福贾大学 福贾71122 意大利 unifg.it 3 单位的重建和整形手术 Ospedali Riuniti di福贾 福贾71122 意大利 4 内科和生物钟单元分工 IRCCS”德拉Casa Sollievo Sofferenza” 圣乔凡尼Rotondo 福贾71013 意大利 operapadrepio.it 5 医学和健康科学部门“V。卡” 莫利塞大学 坎波86100 意大利 unimol.it 2020年 9 1 2020年 2020年 08年 10 2019年 29日 11 2019年 9 1 2020年 2020年 版权©2020马西莫·Conese et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

持续改进在再生医学和组织工程领域的设计允许新的和更有效的策略来治疗慢性或hard-to-heal皮肤伤口,这代表了沉重的负担,从医学和经济的观点。这些新方法是基于三个主要的使用方法:干细胞生长因子和仿生支架。这些天,脂肪组织可以被认为是多功能的主要来源间充质干细胞,尤其是脂肪干细胞(对asc)。对asc很容易从各种脂肪仓库和访问显示一种内在的可塑性引起细胞参与伤口愈合和血管生成。对asc脂肪移植,可以找到历史上用于治疗慢性伤口,并被评为这样的动物模型和人体试验,利用他们的能力加速伤口关闭和诱导一个正确的重构的新成立的维管组织的组织。因为生存和健康的需要改进也他们现在使用结合先进的伤口敷料,连同真皮再生模板和富含血小板血浆(作为经济增长的源泉和愈合的因素)。在这项工作中,我们概述当前的知识主题,基于现有的研究和我们自己的经验。

 1。介绍

组织工程的生物医学研究是一个跨学科领域侧重于组织缺陷的修复,更换的一个完整的器官( 1, 2]。代的组织的有效方法是基于细胞播种到不同的生物材料,作为三维支架。促进功能和细胞的再生能力已经播种,支架应该模仿天然细胞外基质( 3- - - - - - 6]。为了达到这个目标,还需要三个部分:(1)干细胞,(2)一个支架支持组织架构和细胞功能的形成,和(3)一个合适的鸡尾酒与营养生长因子和其他分子,生存和proangiogenic属性( 7]。

成体干细胞是多能干细胞,因此能够分化成一个有限数量的细胞类型,通常这些来自相同的胚芽层。一种成年体细胞干细胞由间充质干细胞(msc)表示,来自中胚层胚胎组织,显示自我更新能力和多功能的能力(即。,他们是软骨的前兆,骨性,脂肪,和其他间充质组织( 8])。即使骨髓msc是最常见的来源,他们已确定在骨骼肌、胰腺、滑膜、皮肤、血管、脂肪组织,和胎盘( 9, 10]。它已经表明,来自不同来源的msc孤立特征相似。最近,它已经认识到的子集msc蛋白质和基因表达的差异可以被识别的各种组织( 11]。

干细胞的主要来源之一是脂肪组织,已报道,在最近的研究中,含有多功能和多能干细胞能够再生自己和区分各种专门的细胞类型( 12, 13]。由于其丰度和可访问性的微创技术,脂肪组织是一个有吸引力的来源获取干细胞,用最小的为病人不适。自体脂肪转移(也称为“脂肪注入法”),事实上,已经被证明是一个简单的技术,微创,可以以门诊方式完成。它已被用于各种各样的迹象,包括组织不连续,治疗烧伤,创伤,恢复面部或身体的体积在整容手术,乳房重建或审美手术和治疗困难的伤口( 14- - - - - - 16]。

脂肪细胞的低存活率和对asc在伤口部位引发了兼职敷料的创建。这些调料不仅意味着增加ASC生存,也为了促进其增殖、分化、和旁分泌能力( 17]。

在这项研究中,我们的目标是提供一个概览的角色对asc,真皮再生模板和生长因子是由富含血小板血浆(PRP)治疗皮肤伤口有不同的病因。

 2。脂肪干细胞

对asc已被证明有相同的生物功能的骨髓间充质干细胞(BM-MSCs) [ 9]。的优势对asc / BM-MSCs对asc和其他成人干细胞类型是相对容易获得从抽脂进行局部麻醉,它们可以获得大量的,他们有能力维持表型可塑性长期体外培养后,和他们显示低免疫原性 18]。特别是,对asc表达低水平的主要组织相容性复合体(MHC)类我分子和不表达MHC II类和costimulatory分子,如CD40、CD80 (B7-1)和CD86 (B7-2) [ 19- - - - - - 21]。有趣的是,还对asc adipogenic-differentiated没有免疫原性,在临床上是安全的( 22]。基于这些特性,对asc产生极大的兴趣和被视为最首选的细胞类型组织工程和再生医学 23]。

祖克et al。 24)首先调查人类脂肪是否可以msc的替代来源。作者获得人类脂肪组织脂送气音和使用胶原酶释放基质细胞的细胞外基质通过处理所谓的间质血管分数(SVF),包含各种不同类型的细胞,包括对asc。孤立的脂肪基质细胞与媒体诱导脂肪形成的定义,培养成骨的或chondrogenic分化。是观察脂肪基质细胞中胞内脂质商店,碱性磷酸酶表达,或蛋白多糖expression-markers表明脂肪,骨和软骨组织,分别。为了确定分离脂肪基质细胞确实是干细胞,祖克et al。 13)检查乙肝表面抗原表达和单独使用文化的分化能力。单独使用使用流式细胞仪,作者观察到细胞表面抗原表达,类似于骨髓msc。BM-MSCs以来的黄金标准msc多年,对asc的大部分属性描述了通过比较骨髓msc。发现后Dominici et al。 25),对asc BM-MSCs和显示分享呈形态学和immunophenotype间充质标记( 26]。对asc BM-MSCs,表达高水平的stromal-associated标记(CD13、CD29、CD44、CD73 CD90、CD105,和存在)的后期文化( 27]。国际联盟共同发布的一份意见书的脂肪治疗和科学(IFATS)和国际社会对asc细胞疗法(ISCT)补充说,可以区别于BM-MSCs CD36的积极性和消极性CD106 [ 28]。此外,新鲜对asc孤立存在干细胞细胞相关标记CD34的表达比BM-MSCs上级,最终会失去在文化( 29日]。然而,对asc和BM-MSCs有关隔离产量不同,菌落的频率,和细胞分化能力。对asc通常是孤立的SVF脂肪组织( 13, 24)在数字范围从40到100 - 500倍高于BM-MSCs [ 30., 31日]。此外,看来对asc和BM-MSCs显示一些差异在基因组和蛋白质组水平,以及在功能层面上( 32- - - - - - 35]。最后,与此同时BM-MSCs更承诺向成骨细胞和chondrogenic血统,对asc容易刺激血管生成( 36, 37]。对asc现在也增加增殖率和成骨分化能力与牙髓干细胞(DPSCs) [ 38]。表 1主要介绍了对asc的表型特征。

对asc表型未分化的标志。

标记 表达式 参考
粘附分子
β1整合素(CD29) + ( 26, 39]
α4整合素(CD49d) + ( 13, 26]
血管细胞黏附分子(VCAM;CD106) + / - ( 13, 26]
细胞间粘附分子(ICAM-1;CD54) + ( 26]
激活白细胞粘附分子(ALCAM;存在) + ( 26]
Tetraspan蛋白(CD9) + ( 26]
Endoglin (CD105) + ( 26]
CD34 + ( 13, 26, 29日]
受体
透明质酸受体(CD44) + ( 13, 26]
转铁蛋白受体(CD71) + ( 13]
三碘甲状腺氨酸(T3)受体 α + ( 40]
表面酶
中性肽链内切酶(CD10) + ( 26]
氨肽酶(CD13) + ( 26]
Ecto-5 ′ 核苷酸酶(CD73) + ( 40]
细胞骨架蛋白
α光滑的肌肉肌动蛋白 + ( 13, 26]
波形蛋白 + ( 24]
其他人
HLA-ABC + ( 26]
衰变加速因子(CD55) + / - ( 13, 26]
保护(CD59) + ( 13, 26]

+:正相关;-:-协会。

 2.1。对asc和脂肪移植

注脂术是一种低风险的过程,可用于正确的软组织缺损的脸,躯干,四肢,以最小的为病人不适。自体脂肪移植的临床应用有很多,包括烧伤疤痕和放射性皮炎的治疗 41]。然而,没有共同的协议关于理想的收获(吸入比切除)和脂肪处理方法( 42- - - - - - 44]。1987年,科尔曼引入了一个新的技术来减少创伤处理在抽脂的脂肪。科尔曼的方法包括三个步骤:手动lipoaspiration在低压下,低速离心,和回注小整除“散开”模式在不同深度软组织,只在撤军的套管 45- - - - - - 48]。过程中观察到的一个问题是有关减少脂肪细胞的数量,造成的损害在愿望和离心步骤( 49),以及缺血条件下注射部位( 50]。从长远来看,不可预知的吸收率高达70%的脂肪移植物的体积已经报道( 43]。脂肪移植的另一个限制是要求渗透到细胞直接接触well-vascularized组织( 49]。尽管技术限制,重要的是要强调如何不仅脂肪填充有100%生物相容性,它还包含SVF,它是由许多细胞类型的异构的人口,包括preadipocytes、内皮细胞、周,haematopoietic-lineage细胞和成纤维细胞。ASC SVF频率是近2%,被认为是最高的在所有类型的组织( 51]。因为他们的属性,因为这些细胞很容易收获大量以最小施主能级发病率,对asc已被证明是特别适合用来提高脂肪移植的疗效。Cell-Assisted Lipotransfer (CAL)的脂肪和对asc coinjection证明延长脂肪生存在注射部位出现的并为neoangiogenesis体内(提供线索 52]。Neoangiogenesis被认为是主要的条件保证脂肪移植存活率的关键。因此,加州已成功地应用在一些临床适应症,包括半面萎缩(Parry-Romberg疾病) 53],隆胸[ 54),和更换隆胸的 55]。

供者年龄等因素,脂肪组织类型(白色或棕色)和解剖位置(皮下或内脏脂肪组织)可能会影响对asc的功能行为。腹部脂肪的收获是最常见的网站,其次是转子的地区(大腿)和内部的大腿和膝盖 41]。和他的同事们(斯奇普 56)表明,对细胞凋亡的敏感性与解剖得宝,肤浅的腹部得宝是统计上更容易受到凋亡刺激相比,深腹,手臂,大腿,转子的仓库。另一方面,年轻患者(25 - 30岁)显示增殖率高于年长献血者。对asc的分化能力,两个研究强调对asc腹部皮下显示成骨的潜力比其他皮下仓库 57, 58]。一般来说,从大腿皮下对asc /臀肌/旁边似乎是大多数准备接受骨生成,同时,相对于其他脂肪仓库,包括内脏、网膜的,和胸内的皮下对asc一直显示更大的成骨的潜力( 59]。这一发现已被证实在最近的一项研究中,它显示了一个更好的性能对asc来自皮下脂肪组织和那些来自内脏脂肪组织引起骨聚合体外( 60]。性别的角色和脂肪得宝(表面和深层的脂肪层腹壁整形术标本)调查了阿克苏et al。 61年),他发现没有显著差异之间的成骨分化程度对asc从仓库在女性。男性组,肤浅得宝对asc分化更快和更有效地比深得宝。男性对asc从仓库分化更有效地比女性对asc仓库。广泛的比较研究腹部皮下脂肪和网膜,心包脂肪组织,对asc和胸腺残骸样本显示,隔绝胸廓内的仓库都有较长的平均倍增时间比从皮下和网膜对asc捐助者( 62年]。此外,对asc皮下演示增强脂肪形成的分化相对于源自于网膜也而成骨分化是增强对asc在网膜。值得注意,在体外单独使用潜力和成骨分化增强对所有仓库在缺氧条件下。最重要的,这些观察指出考虑选择的必要性脂肪得宝作为一个重要的因素在评估临床应用在组织工程中。

 2.2。血管生成对asc和

对asc也容易刺激血管生成( 36, 37用于再生),一个重要的步骤。他们可以引起血管细胞,平滑肌细胞和内皮细胞( 63年- - - - - - 65年]。他们也被证明能够分化成细胞ectodermic传单,如神经细胞( 39, 66年- - - - - - 68年]。据报道他们的神经营养和血管生成属性由于分泌神经生长因子(神经生长因子),脑源性神经营养因子(BDNF)、神经胶质细胞衍生神经营养因子(GNDF)、血管内皮生长因子a (VEGF-A),和他们的 69年]。检查参与组成分泌腺,对asc是复杂的;对asc有财产分泌蛋白质参与血管生成,伤口愈合,组织再生,免疫调节 70年]。此外,对asc分泌抗炎和免疫调节介质,如前列腺素E2和吲哚胺2,3-dioxygenase [ 21, 71年]。有趣的是,最近的研究对asc在儿科病人显示他们的能力产生nonmesenchymal细胞显著的可塑性。事实上,间充质血统(chondrogenic脂肪形成的,和成骨的)和神经上皮血统可以来自克隆,像父母行表达多能性的标记 72年]。因此,对asc赋予属性被认为是必不可少的在伤口愈合和可以被认为有助于改善hard-to-heal伤口,目前没有有效治疗药物或手术 17]。

符合报告的数据,对asc被证明与小血管的存在有关。根据CD34抗原的积极性,Zimmerlin和他的同事们( 73年在SVF)确定两个不同的血管周的亚种群:周(CD146+/ CD34- - - - - -/ CD31- - - - - -)和所谓的supraadventitial脂肪基质细胞,SA-ASC (CD146- - - - - -/ CD34+/ CD31- - - - - -)。其他研究已经表明,周对asc和共享许多细胞表面标记,包括平滑肌 β肌动蛋白、血小板源生长因子(PDGF)受体- β2、神经胶质的蛋白多糖( 74年, 75年),从而使假设对asc的周可以前体细胞 通过移行细胞( 73年]。以前,林和他的同事们( 76年对asc)发现存在CD34+/ CD31- - - - - -/ CD104b- - - - - -/ αsma (alpha-smooth肌肉肌动蛋白)- - - - - -细胞外膜的毛细血管和大血管体内,这表明在毛细管中,这些细胞共存的周和内皮细胞,两者都是可能对asc的后代,而在更大的船只,这些对asc作为专业存在成纤维细胞(干细胞属性)在动脉外膜。

 2.3。对asc隔离和分化

许多挑战的使用对asc SVF和需要克服这些产品可以充分利用组织工程和再生医学的广泛使用。的一个挑战涉及隔离法,可以影响对asc的表型和功能特性。ASC隔离的最广泛使用的技术是由消化lipoaspirate与胶原酶(通常)隔离的SVF活跃脂肪细胞( 24, 52]。然而,胶原酶注射产品的存在似乎很难得到当局如FDA批准。因此,替代方法,即。,mechanical forces to isolate SVF are being explored [ 77年- - - - - - 79年]。与酶的方法相比,细胞产量从机械过程是低得多 78年, 80年),尽管祖multipotency表型一致的浓缩和多能性是指出 81年]。

Tonnard et al。 82年比较三种方法的脂肪收获:macrofat, microfat, nanofat。Macrofat和microfat实现与标准插管大侧孔( 3 × 7 毫米)和multiperforated插管锋利的一面直径1毫米的孔,分别。Nanofat得到进一步处理的microfat机械乳化和过滤。有趣的是,macrofat和microfat显示良好的脂肪细胞和脂肪组织结构可行性与nanofat形成鲜明对比的是,在没有脂肪细胞和正常脂肪组织结构清晰可见。然而,所有三种类型的样品含有5.1 - -6.5%的CD34+细胞的总SVF细胞,这意味着乳化/过滤步骤没有阻碍的存在好数字nanofat对asc的嫁接。关键属性的有效性和nanofat多个案例研究,证实了关于皮肤保养( 83年],疤痕愈合[ 82年),皮肤移植伤口管理( 84年,治疗会阴部的地衣sclerosus (VLS),肛门-生殖器区域的一种慢性炎症性疾病( 85年]。乳化技术的结合与离心阶段可以产生产品高度集中在对asc,因此消除酶消化,减少加工时间和成本,根据监管约束( 86年]。我们小组通过乳化结合酶消化产生有趣的结果:我们获得的腹部皮下脂肪组织通过一个审美抽脂手术,我们接受一半与I型胶原酶酶消化。我们接受另一半乳化,然后胶原酶消化。乳化进行相应与Tonnard et al。 82年),从而通过将脂肪转移两个10毫升注射器连接到彼此之间由一个female-to-female Luer-Lok连接器为30倍。通过这个过程,SVF细胞的产量达到高出近两倍,而酶消化(未发表的结果)。其他人已经表明,机械结合酶消化允许隔离对asc更多的(收获细胞总数的25.9%)相比,机械协议(5%)( 87年]。也是值得注意的引用最近出版的作者已经证明,机械隔离intersyringe洗牌对asc给更高的收益率相比,胶原酶消化( 88年]。虽然机械乳化是一个更合适的(便宜的)过程中,针对提高产量的协议和胶原酶消化结合机械也会很有趣来验证这种双重应用程序。然而,适当的浓度、失活和洗涤方法胶原酶尚未确定。一项研究表明,适当的ASC洗后残留胶原酶活性是最小的,没有具体的毒性残留的结果观察胶原酶在BALB / c-nu小鼠四周毒性研究( 89年]。在选择,GMP-grade应该使用胶原酶( 90年]。

对asc的分化对间充质和nonmesenchymal血统也被质疑。例如,德Ugarte et al。 91年),通过比较和BM-MSCs也没有发现不同细胞中脂滴的数量(脂肪形成的细胞),或碱性磷酸成骨细胞的活性。然而,当诱导分化成软骨,软骨形成脂肪细胞染色阳性,骨髓来源的细胞没有。使用类似的方法,相比其他的调查能力的骨髓和脂肪msc分化沿着这些细胞系,表明细胞从组织具备同等能力成为脂肪,骨和软骨 34]。总的来说,这些结果可能受到不同的文化条件和/或隔离不同子集的msc、强调对asc的潜力分化成成骨细胞或软骨细胞仍是有争议的。虽然,正如上面提到的,对asc和BM-MSCs展示一些不同的分化能力,对asc显示相同的容量BM-MSCs引起体内骨赘和软骨疣注射时膝盖严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠 35]。因此,它似乎环境因素 在活的有机体内对asc适当向间叶细胞分化血统的是重要的。这也是我们最近的工作的关键信息( 92年)所描述的对asc细胞分化能力的细胞化学。对asc向脂肪细胞分化定向时,他们很容易。然而,经过2 - 4周的诱导,对asc未能分化成成骨细胞或chondrocytes-they只是改变了形态没有生产钙或蛋白聚糖。图片改变对asc接受条件培养基时获得文化DPSCs诱导成骨细胞或prechondrocytes诱导分化成chondrocytes-they收购成骨细胞和软骨细胞的表型。这些结果指出旁分泌因子的相关性由分化细胞分泌的组织微环境。

最近,刺激对asc播种到纤维蛋白管道被证明能够促进轴突再生和血管新生大鼠坐骨神经损伤模型( 69年),虽然神经突的确切机制结果由ADSC还有待阐明。

最近的研究表明,人类对asc用于动物实验模型可以促进组织形成和提高移植保留由于增强血管质( 93年- - - - - - 95年]。然而,在这种情况下,精确的机制并不清楚。可以假设之间的协同作用对asc移植到小说船只和旁分泌因子。崔和他的同事们( 94年]表明coimplantation对asc的老鼠心肌细胞在血管组织工程对asc室导致集成的内源性血管化结构。另一方面,同一组表明,水平的提高proangiogenetic趋化因子白介素- 8 (IL)观察 在体外当对asc是生长在一只老鼠心脏细胞外基质(ECM) extract-derived水凝胶(cardiogel)的存在与否cardiogel没有影响neoangiogenesis组织室模型( 93年]。总的来说,这些结果表明,正确的组合对asc和ECM支架应进一步探讨组织工程的目的 在活的有机体内。

综上所述,上述结果表明,与骨髓相比,大量的msc可以multilineage分化可以从脂肪组织,获得更多线索来分化应该发现关键技术 在活的有机体内的情况。

由于其有趣的性质,发现了有用的整形手术应用也包括脂肪移植,管理hard-to-heal伤口,再生的局部软组织缺损,骨重建,恢复急性缺血组织的血管来源、和瘢痕管理( 96年- - - - - - 98年]。最优输送系统必须为每个客户量身定制的迹象,导致各种技术为ASC治疗进行测试,包括系统管理、局部注射,局部应用程序和不同的支架 98年]。

 2.4。应用对asc慢性伤口愈合的临床前模型

慢性伤口愈合是整形外科的主要挑战之一,然而,没有满意的治疗已被确认。取得了一些积极的结果在临床前动物模型( 99年]显示慢性伤口可以受益匪浅对asc的应用,即使许多挑战仍有待处理,包括对asc交付技术,剂量,和隔离程序。

2.4.1。糖尿病患者的伤口

一些有趣的研究一直在进行糖尿病动物模型。阿莫斯et al。 One hundred.对asc)评估管理的全层皮肤伤口 db / db老鼠通过比较自我组织多细胞总量(MAs)细胞悬浊液。MAs应用减少伤口大小对asc速度比悬浮,而治疗组小鼠的愈合率与MAs类似于非糖尿病患者控制老鼠。有趣的是,这3 d的文化对asc的mRNA水平和分泌增加几个因素参与血管生成和ECM交付,生产和改造(如胰岛素样生长因子结合蛋白1、转化生长因子- β1 (TGF - β1)、VEGF、肝细胞生长因子(HGF) decorin,实验,纤连蛋白),突出的ECM的角色 在活的有机体内治疗对asc的属性。

Maharlooei et al。 101年对asc)表明,在糖尿病大鼠能够加速愈合率,但没有增加血管的长度和体积密度和体积密度的胶原纤维。此外,对asc数值成纤维细胞密度下降。这些数据表明,ASC-dependent治疗效果不依赖于分化转移,而在其他机制可能会凸显。另一个工作( 102年对asc]表明,显著促进愈合过程的老鼠模型变形的伤口愈合所需的时间减少了,他们完全关闭正常和糖尿病大鼠。此外,绿色荧光蛋白(GFP)对asc积极表达 在活的有机体内对asc上皮和内皮标记,表明可以加速伤口愈合,促进皮肤角质细胞和新生血管形成过程。此外,一个强大的VEGF和HGF蛋白质表达观察ASC-treated伤口,当他们卑微的表示在控制和fibroblast-treated伤口。符合这些最后的结果,在一个 在体外愈合试验,李et al。 103年)表明,msc治疗显著增加的扩散HaCaT(人类角化细胞永生化)细胞和真皮成纤维细胞,增加整体伤口愈合。

金和他的同事们( 104年)确定糖尿病小鼠模型,伤口处理amnion-derived (AM) msc显示加速伤口愈合在7天,10,14,而那些对asc处理或人工真皮成纤维细胞。这些伤口也显示增强reepithelialization相比对asc伤口处理。这些结果可能解释为增加amnio-derived移植msc对asc相比。值得注意的是,对比结果被刘et al。 105年对asc],他报告说,人类对伤口闭合的影响最明显,其次是人类BM-MSCs人类AM-MSCs和对照组,有关reepithelialization最伟大和最厚的肉芽组织。对asc也有最大的效果对人类皮肤成纤维细胞迁移和I型胶原蛋白的表达。此外,成纤维细胞培养与VEGF的表达明显高于也基本成纤维细胞生长因子(bFGF), TGF - β。因此,对asc是肯定具有诱导的有趣的属性会愈合;然而,未来源的调查提供了msc,表现出更大的改善伤口愈合和治疗效果是必要的。

自体移植对asc在糖尿病大鼠全层伤口模型研究了Zografou和他的同事们( 106年]。ASC注入伤口床决定生存,增加血管增生,上皮形成与未经处理的控制。同时,增加毛细血管密度和胶原蛋白以及增加VEGF的表达和TGF - β3(如ASC-treated antiscarring因素)的老鼠被观察到。

金和他的同事们( 107年正常对asc)进行了对比研究糖尿病对asc在愈合模型由包括硅胶层人工真皮为了减少伤口周围的皮肤萎缩。在1周,愈合率明显高于正常ASC组比糖尿病ASC组和治疗组。类似的结果观察reepithelization和角化细胞增殖,肉芽组织形成,真皮再生。尽管糖尿病对asc保留他们促进新血管形成和血管生成的能力在此设置,你可能认为它可能是更好的对asc采用同种异体的正常而不是对asc自体糖尿病受损细胞疗法促进糖尿病患者的伤口愈合。对asc的低免疫原性,结合抗炎的潜力,从而限制宿主免疫反应对自己在同种异体移植的情况下,会熟练的上下文中对asc的同种异体的使用糖尿病溃疡。这个证据还在正在进行的临床试验获得,应该在未来的临床研究验证 108年, 109年]。

 2.4.2。烧伤的伤口

整形手术的另一个临床的挑战是由严重烧伤。目前的治疗方案对严重烧伤的伤口往往在重建皮肤和软组织不足的缺陷。两组调查的潜在应用对asc治疗烧伤的伤口。洛德et al。 110年)表明,三种类型的移植,处理脂肪组织,对asc,或混合脂肪同基因移植物,将改善伤口愈合的某些方面在烧伤损伤的小鼠模型。特别是,他们表明,脂肪同基因移植物仍然可行的通过伤口愈合的早期放在燃烧的网站时,烧伤创面深度和面积减少小鼠已处理脂肪和/或对asc,,最后,凋亡标记被显著降低小鼠接受治疗,其中包括对asc。在Bliley等的工作 111年对asc),注入集中( 6.8 × 10 6 增强细胞)在烧伤创面血管和我和III型胶原沉积。此外,政府对asc增强烧伤伤口内的脂肪细胞的分化,表明这些细胞有可能启动本地组织的脂肪形成的途径。

 2.4.3。辐射溃疡

辐射溃疡可能是一个令人讨厌的副作用的癌症患者接受辐射作为辅助治疗。黄等。 112年]表明,局部注射对ASC促进伤口愈合更快比控制辐射溃疡诱导大鼠背部的电子束,肉芽组织和血液供应也可能增加了ASC注入。

 2.4.4。手术的伤口

伤口愈合在儿科患者具有重要的临床和社会意义,因为疤痕可以有严重的审美和心理后果从婴儿期到青春期后期。使用小兔子从临床前研究获得的数据由Pelizzo和她的团队 113年可以翻译)再生医学治疗先天性和后天皮肤损伤发生在儿童时代。在某些时刻在儿童时期,如在新生儿和婴幼儿,脂肪组织采集可能难以或者有限。因此,进一步的研究集中在细胞疗法的潜在功效的方法在这个特定区域使用同种异体对asc获得同样来自成人捐助者或细胞外游离囊泡( 114年迫切需要。

表 2总结了临床前研究领域的使用对asc和结果伤口愈合( 101年- - - - - - 107年, 110年- - - - - - 113年, 115年- - - - - - 117年]。

主要在伤口愈合动物模型和结果。

动物模型 伤口愈合 生物效应 引用
糖尿病患者的伤口
全层皮肤伤口在糖尿病( db / db老鼠) 多细胞悬浮聚合对asc的人类对asc >:伤口愈合 多细胞聚集的人类ASC > ASC在悬架:生产的细胞外基质蛋白(tenascin C,胶原蛋白VI α3,纤连蛋白)和分泌的可溶性因子(HGF, MMP-2 MMP-14) ( One hundred.]
在非糖尿病患者和糖尿病大鼠全层环形切除伤口(体外实验) 对asc >未经处理的控制:伤口愈合率 胶原蛋白的体积密度和船舶之间没有显著差异,也长度ASC-treated和控制组织的血管密度 ( 101年]
切除伤口愈合在正常和糖尿病大鼠(体外实验) 老鼠对asc显著加速伤口关闭在正常和糖尿病老鼠,包括增加上皮形成和肉芽组织沉积 增加VEGF、HGF和FGF-2 ASC-treated伤口,蛋白表达与控制和fibroblast-treated伤口 ( 102年]
全层切除伤口在糖尿病(点头/ SCID;体外实验小鼠) 人类ASC <人类AM-MSCs:促进伤口愈合、reepithelialization和多孔性 人类ASC < amnion-derived msc: mRNA和蛋白表达血管生成因子(igf - 1、EGF和引发) ( 104年]
全层切除伤口在老鼠身上 人类ASC > BM-MSCs > AM-MSCs >未经处理的控制:促进伤口愈合,reepithelialization,肉芽组织 人类ASC > AM-MSCs BM-MSCs >控制:促进人类DF的迁移。hDFs cocultured ASC显著调节的mRNA表达VEGF, bFGF, KGF、TGF - β ( 105年]
在糖尿病大鼠全层皮肤移植模型(由链脲霉素诱导) 对asc自体鼠增加生存、血管生成和上皮形成;减少坏死,而未经处理的控制 对asc增加VEGF和TGF - β3表达epidermis-dermis和graft-bed筋膜面积与控制 ( 106年]
全层伤口由活检穿孔在正常和糖尿病( dbdb老鼠) 鼠标对asc正常>鼠标对asc糖尿病:伤口愈合率;reepithelization和角化细胞增殖;肉芽组织的形成;真皮再生 ND ( 107年]
在糖尿病大鼠全层伤口(体外实验) 老鼠对ASC加速伤口愈合与糖尿病大鼠没有ASC治疗;减少periwound炎症;促进细胞增殖 老鼠对asc增加EGF的表达和VEGF在成纤维细胞和内皮细胞在伤口边缘 ( 115年]
辐射的伤口
辐射诱导小鼠皮肤溃疡 老鼠对asc促进伤口愈合的速度和增加新血管形成和肉芽组织与未经处理的控制 ND ( 112年]
烧伤的伤口
Partial-thickness烫伤小鼠的损伤 鼠标对asc单独或联合对asc脂肪同基因移植物和确定显著减少伤口深度相比,脂肪同基因移植物和未经处理的控制 对asc单独或脂肪同基因移植物对asc确定显著减少细胞凋亡和血管化增加了免疫组织化学相比,脂肪和控制 ( 110年]
全层烧伤口在无胸腺的老鼠所产生的热损伤 ASC-treated之间不影响伤口愈合时间和未经处理的情况下;增加血管供应ASC-treated老鼠 增加了I型胶原蛋白和III型胶原蛋白,脂肪生成的标记(FABP-4, PPAR γ)ASC-treated集团通过rt - pcr分析 ( 111年]
手术的伤口
全层伤口的兔子 自体ASC接种诱导更快速和更完整的愈合过程与自体BM-MSCs相比对ASC和同种异体 ASC-treated伤口表现出更好的再生上皮细胞层,胶原沉积,PCNA-positive核上皮再生表皮相比BM-MSC病变治疗 ( 113年]
全层伤口在老鼠身上 集群(speroids)与低级hASCs光照疗法(低)组织加速伤口缝合,包括新血管形成和再生皮肤附件,与其他群体相比(集群或低强度) hASC集群CD31+,CD34+和KDR+。的伤口床,大数量的集群中观察生长因子+低强度组比对照组 ( 116年, 117年]

AM-MSCs:羊膜membrane-derived间充质干细胞;对asc:脂肪干细胞;bFGF:碱性纤维母细胞生长因子;BM-MSCs:骨骨髓来源间充质干细胞;EGF:表皮生长因子;FABP:脂肪酸结合蛋白;HGF:肝细胞生长因子;IGF:胰岛素样生长因子;IL:白介素;KGF:角质细胞生长因子; MMP: matrix metalloproteinase; PCNA: Proliferating Cell Nuclear Antigen; PPAR: peroxisome proliferator-activated receptor; TGF: transforming growth factor; VEGF: vascular endothelial growth factor.

这些临床前研究,支持的治疗作用在治疗慢性伤口也一直紧随其后的是临床研究应用于不同的领域,包括整形手术( 118年]。据报道自体对asc是有效的普遍外伤性颅顶的骨再生的缺陷( 119年[],cranio-maxillofacial硬组织缺陷 120年),隆胸或重建 121年, 122年),和慢性溃疡引起的放射治疗( 122年),以及在慢性伤口 121年]。

 3所示。真皮再生模板

皮肤是人体最大的器官,有许多重要的功能。由于其与外部环境直接接触,这使得它非常容易损坏和/或受伤,皮肤起着至关重要的作用,以阻挡外源性物质,病原体,和机械应力。损害赔偿这一障碍导致损失的水和蛋白质,和细菌入侵底层组织。因此,快速再生受伤后被认为是为了避免并发症( 123年],广泛的生物材料已经被医护人员管理的慢性伤口 124年, 125年]。

许多研究者一直努力的促进皮肤再生,和许多研究表明同种异体或自体的有效性。为此,开发不同的高分子生物材料,可以作为智能“皮肤替代品”表现皮肤的许多功能,是用不同的组合合成和/或生物物质。根据产品特点,皮肤替代物可以替代皮肤暂时或永久( 126年]。这些设备是一个替代标准的伤口覆盖的情况下不适用标准疗法( 127年]。皮肤替代物用于帮助伤口愈合,减轻疼痛和更换皮肤功能,和有一个重要的角色在深入真皮和全厚度损伤的治疗各种病因( 128年]。

可以识别三种类型的替代品的皮肤层的形成:那些只包含表皮等价物,涉及皮肤组件处理皮肤,和那些由真皮和表皮组件( 129年]。皮肤替代品可以由人体组织(移植)、动物组织(异种移植),或者使用膜由天然或合成聚合物。即使没有理想的皮肤替代品时,组织工程和生物工程正试图创建一个理想的最好的属性显示在每个可用的设备。生物皮肤替代物的优点是相对丰富的供应和提供一个更完整的和本地ECM结构,显示了较好的reepithelialization特征( 128年]。全球使用最广泛的生物替代品尸体的皮肤同种异体移植物,猪皮肤异种移植、羊膜、和动物上皮缺损(CEA),有自己的特点和限制( 128年];合成皮肤替代品是由非生物分子和聚合物不出现在人类皮肤( 130年]。这些构造应该是安全的,稳定,可生物降解,并提供一个适当的环境组织的再生。此外,生物降解应该是发生在这个时期之后。

非细胞皮肤替代品可以由生物聚合物,如胶原蛋白和硫酸软骨素或弹性蛋白(Integra®真皮再生模板(IDRT) [ 131年];Matriderm®( 132年人类]),脱细胞真皮(AlloDerm®) ( 133年),derivatized透明质酸(Hyalomatrix®) [ 134年),或聚氨酯(BioTemporizing矩阵,“BTM”) ( 135年, 136年]。这些材料保护伤口,促进长在肉内的维管组织的组织,可能会抑制肉芽组织和瘢痕。为了促进和加速伤口愈合的皮肤替代物,各种分化细胞类型添加了这些替代品,包括角化细胞( 137年, 138年],黑色素细胞[ 139年, 140年),微血管内皮细胞( 141年- - - - - - 143年),感觉神经细胞( 144年),和分化的脂肪细胞 145年]。此外,如毛囊干细胞/祖细胞祖细胞( 146年, 147年),诱导多能干细胞( 148年, 149年),间充质干细胞( 150年),包括对asc [ 151年- - - - - - 163年),已使用(表 3)。应用程序的非细胞真皮基质(ADM)对asc在皮肤损伤模型( 151年, 152年, 155年, 160年)确定体内存活也自发地沿着血管分化,成纤维细胞的表皮血统,增加血管的移植以及改善伤口愈合。研究表明,ADM对asc包含后,之前在自体plasma-supplemented体外生长介质,促进了新血管形成和reepithelization 12天的时间框架内( 95年]。形成血管和胶原沉积增加对asc也观察到当被播种到Integra®在皮肤伤口的老鼠模型( 156年]或当支架植入皮下注射裸鼠背部的( 159年]。

使用对asc和真皮替代物在体内伤口模型。

对asc的特点 真皮替代 研究模型 模型 参考
对asc 非细胞真皮基质(ADM) 皮肤损伤模型小鼠 体内移植后存活也自发地沿着血管内皮分化,成纤维细胞的表皮上皮血统,显著提高伤口愈合 ( 151年]
对asc 丝绸fibroin-chitosan(证监会)脚手架 全层皮肤缺损的男性无胸腺的老鼠 伤口关闭的程度和微脉管密度显著增强ASC-SFCS组与证监会 ( 152年]
刚分离小鼠对asc Atelocollagen矩阵(ACM) 糖尿病大鼠全层皮肤缺损 先进的肉芽组织形成,毛细血管的形成,上皮形成糖尿病healing-impaired伤口治疗自体ASC-containing ACMS系统,相比之下,老鼠ACMS系统单独处理 ( 153年]
对asc 非细胞真皮基质(ADM) 皮下植入软组织扩张 植入材料的厚度和血管密度最高的术后8周ASC-seeded ADM与ADM对asc没有 ( 154年]
培养对asc 小肠粘膜下层(SIS);非细胞真皮基质(ADM);复合支架(collagen-chondroitin sulfate-hyaluronic酸(Co-CS-HA)) 小鼠皮肤损伤模型 ASC-seeded支架增强血管再生和愈合率与nonseeded支架;姐姐,ADM提升高于Co-CS-HA多血管支架 ( 155年]
刚对asc孤立 Integra® 大鼠模型的皮肤伤口 形成血管和胶原沉积增加1 - 3周后植入对asc被播种 ( 156年]
对asc新鲜猪 Integra® 在猪全厚度热烧伤 加速创面组织的成熟,显著增加深度创面组织,胶原沉积,血管密度在伤口接受ASC-loaded支架相比vehicle-loaded支架 ( 157年]
培养对asc鼠 非细胞真皮基质(ADM) 在糖尿病大鼠切除愈合模型 毛细血管密度明显增加ASC-ADM组与控制或ADM组相比,导致加速伤口关闭 ( 158年]
刚对asc孤立 双分子层和可流动的Integra®支架 嫁接的支架裸背的老鼠 增加新血管形成和形成新的结缔组织(松散和脂肪) ( 159年]
培养对asc 脱细胞真皮基质准备从老鼠的皮肤 全层皮肤的伤口在裸小鼠 造粒厚度增加,reepithelization,血管密度 ( 160年]
刚对asc孤立 生物工程色素dermoepidermal皮肤替代品(melDESS),由真皮成纤维细胞、角质细胞,黑色素细胞,对asc melDESS移植在免疫缺陷鼠的背上 减少黑色素的合成,因此,melDESS大大减少色素沉着 ( 161年]
培养对asc 蚕丝蛋白(SF) /壳聚糖(CS)的电影 伤口在糖尿病大鼠 伤口愈合是大大增强ADSC-SF / CS治疗组与对照组相比,治疗组和科幻/ CS电影 ( 162年]
人血浆对asc生长在10% 人类非细胞真皮基质(Gliaderm®) 全层背在免疫缺陷小鼠伤口 造粒厚度、血管化和reepithelialization显著增加,导致在12天完成伤口愈合 ( 163年]

我们组有一个长期的经验关于集成方法对于使用皮瓣,注脂术,和Integra®,双层膜系统皮肤更换( 16, 164年, 165年]。这个真皮替代层是由多孔基体纤维的交联牛腱胶原蛋白和粘多糖(chondroitin-6-sulfate)生产控制孔隙率和降解率定义 166年]。表皮替代层是由薄聚硅氧烷(硅胶)层控制水分损失从伤口。我们有数量有限的治疗患者( n = 9 )与Integra®和自体薄真皮移植的皮肤组织和随后的损失注脂术( 165年]。我们发现一个整体临床和组织学改善在所有情况下。和CD31免疫组化抗体还演示了定量变化增加船只的数量。马森trichomic染色还显示脂肪注入法后新成立的不成熟的胶原蛋白。

Integra®经常被用作实验的组织工程支架材料的研究,因为它容易使细胞播种由于其多孔结构和孔隙大小20至125不等 μ米( 167年]。此外,它显示了特定的抗胶原酶降解,其体内降解率是30天。目前,从有意义的临床证据也显示,Integra®IDRT ADM可以被认为是唯一能够诱导neodermis形成而其他支架由derivatized透明质酸,或只有胶原蛋白的porcin或牛的起源,支架合成起源和支架的生物合成的起源,必须考虑肉芽组织的“bioinductors”,因为他们的行为只是暂时的时间太短,降解过快。这些差异Integra®IDRT控制半衰期 14 ± 7 天,因此能够创建neodermis,相比其他胶原蛋白支架组成,相关组件chondroitin-6-sulfate的存在。它会导致组织的结构完整性和允许细胞和基质之间的相互作用,增加了支架的阻力对胶原酶的作用,有抗炎作用,提出了一种特定的表面化学导致最优的支架和细胞之间的相互作用(例如,myofibroblasts)负责创建新的真皮的 168年]。在我们的经验中,Integra®是一个合适的支架对asc的殖民和生存。剂量和时间的一项研究表明,通过2-ASCs一直延续到15天至少当种子的数量 1 × 10 6 考虑一个 1 × 1 厘米的Integra®(未发表的结果)。

 4所示。富含血小板血浆

当前的再生医学实践不仅应用于慢性伤口的治疗包括使用间充质干细胞疗法还富含血小板血浆(PRP),人类血小板的血液浓度在等离子体的体积小。PRP临床已广泛应用在许多领域,尤其是对护肤品和审美手术。这种技术的关键特性是与血小板是深入参与伤口愈合。在主要的凝块的形成,血小板释放生长因子和细胞因子刺激细胞增殖,分化,neoangiogenesis [ 70年, 169年, 170年]。PRP包含很多生长因子,包括表皮生长因子(EGF),血小板源生长因子(PDGF), TGF - β、VEGF、FGF胰岛素样生长因子(IGF),和角质细胞生长因子(KGF),所有在伤口愈合和组织再生有重要作用 171年, 172年]。此外,PRP刺激I型胶原蛋白的表达和矩阵metalloproteinase-1(金属蛋白酶- 1)在真皮成纤维细胞 173年)和G1周期调控的表达增加,I型胶原蛋白,和金属蛋白酶- 1加速伤口愈合 174年]。一些报告辅助证明PRP增加ASC扩散。Cervelli等人表明,PRP诱导ASC threefold-fourfold数量的增加没有任何形态变化( 169年]。没有在脂肪形成的差异区分PRP-treated对asc和控制( 169年]。这种效应与EC50的摄入量有关 15.3 ± 1。3 % 卷/期( 175年]。有趣的是,范·范教授和他的同事在扩散试验获得了类似的结果,确定15% PRP对asc健壮的扩散的最优浓度( 176年]。最近,它已经表明,对asc增长在10% PRP扩散更快,更健康和更小的纤维母形态与正常相比与培养在10%的边后卫( 177年]。

PRP被用于结合脂肪移植治疗下肢溃疡、经历与61.1%和88.9%到100% reepithelization 7.1周和9.7周后每天课程,分别有40%和60%的对照组相比,采用透明质酸和胶原蛋白药物( 169年]。在随后的研究中,结果表明,患者受到创伤后下肢溃疡和PRP治疗与脂肪移植改善reepithelialization显示;事实上9.7周后,他们接受了 97.8 ± 1。5 % reepithelialization相比 89.1 ± 3.8 % 对照组(PRP) [ 178年]。PRP的功效与脂肪混合移植治疗慢性肢体溃疡( 179年)在下肢和物质损失( 180年进一步证明了。

为了招募内源性皮肤干细胞/祖细胞从周围组织损伤,PRP被用于结合在体内组织工程支架的研究。水凝胶支架组成的胶原蛋白I型和PRP证明改善细胞招聘dermal-derived干细胞从新鲜的皮肤组织和加速伤口愈合在老鼠 181年]。另一项研究表明,微 β磷酸三钙( βtcp)与自体血小板源生长因子混合材料能够创建一个持久的软组织三维增强小鼠的脸颊植入后8周( 182年]。组织学分析显示,许多积极分泌成纤维细胞中观察到的外围 βtcp和有高度分化的成纤维细胞细胞系和血管,没有炎症的迹象( 183年]。

使用PRP在组织工程的研究旨在增加对asc结合支架的增殖和分化。对asc综合分析的目的,有利于分化成成骨和内皮细胞在播种PRP-loaded gelatin-nanohydroxyapatite纤维支架,和包含PRP的脚手架凝胶比执行包含PRP粉( 184年]。肖利et al。 185年)记录与PRP和胰岛素联合治疗有利于对asc chondrogenic /成骨分化的三维(3 d)胶原蛋白I型支架。对愈合的目的,“et al。 186年对asc)证实播种在实际上电纺聚已酸内酯纤维显示增加增殖率和表达水平的细胞角蛋白14日栏目,involucrin相比文化菜肴和重组形成了一层表皮与几个皮肤附属物在愈合模型体内。我们组表明,乳化的皮下脂肪和胶原酶消化允许获得足够数量的SVF细胞被播种到Integra®( 1 × 10 6 有核细胞上 1 × 1 厘米)在自体PRP的存在。7天后,细胞开始形成腔隙和CD31的结构 αsma阳性(未发表的结果),这表明SVF细胞诱导生长因子由自己和PRP生成新船的结构。需要其他研究来更好地理解信号,要么来自支架粘多糖支架或PRP,参与这种分化。ADSCs区分vessel-like结构的潜在能力将提高皮肤替代品的再生能力,减少恢复时间在病人慢性下肢的损伤。

 5。结论

皮肤愈合的伤口通常与周围性血管疾病、感染、创伤,神经,和免疫条件,以及肿瘤和新陈代谢紊乱,代表了医疗实践的一个具有挑战性的问题。自由脂肪的注入与SVF对asc /代表另一种策略来增加hard-to-heal伤口的愈合率。改进被这种技术的使用主要归因于增强血管生成,而生长因子的分泌,改善组织的生存。这些影响已经实现在组织工程领域,与最近的研究强调的分化能力SVF对asc /真皮基质和胶原蛋白支架内软、硬组织缺损愈合。最优脚手架提供SVF对asc /尚未被确认,它可能会依赖于不同的应用程序。目前,使用自体添加剂如PRP似乎是一个有前途的方法加强对asc的应用。PRP现在被认为是一个工厂的生长因子和被发现是有用的治疗的患者影响下肢溃疡和慢性伤口。早期临床研究已经证实的结果临床经验,设置的基础进一步证实通过大,随机、对照、双盲试验。在人类长期的临床前和临床研究也是必要的,排除tumoral出现增长的可能性。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

作者的研究本文中描述的伦理委员会批准Ospedali Riuniti福贾的(没有。进行了4159/2018,发行24/09/2018)和符合当前良好的临床实践标准和按照有关指导方针和法规和原则提出在赫尔辛基宣言(1989年)。

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