人体皮肤不仅构成人体抵御外界环境的屏障,更在体温调节中发挥关键作用。因此,皮肤极易受到环境和物理因素的损害。皮肤疾病与问题的发生,除受自身免疫紊乱、药物致敏及其他因素影响外,往往可通过外用药物制剂进行治疗。根据活性成分的理化特性、靶向部位及制剂策略,药物可搭载于不同外用制剂中实现三重作用途径:作用于表皮组织层、渗透至皮肤深层靶点、或实现全身递送。由于外用产品的多维复杂性,不存在适用于所有药物成分的通用载体。为实现最佳疗效,每种药物在不同浓度下均需专属载体(结构基质或其他组分)的支撑。
CDE在2025年6月发布的《局部起效化学仿制药体外释放(IVRT)与体外透皮(IVPT)研究技术指导原则(试行)》中指出:“建议采用离体人类皮肤作为 IVPT 皮肤模型”。离体人体皮肤在国外主要来自于整形手术(plastic surgery)或遗体(cadavers),且经过合法的伦理批准才能使用。腹部、乳房、背部的皮肤常用,因为相对能取到较大面积。需要注意的是,身体不同部位的皮肤吸收情况差别很大,这和角质层厚度(Stratum Corneum thickness)、水合程度(Hydration)、脂质组成 (Lipid composition)等因素有关。所以在选择皮肤模型时,必须要考虑到这些因素。
一、 皮肤银行:生命之库的诞生与相关规范
历史回眸:皮肤保存始于20世纪初。Webster(1944)成功在+4°C保存人自体皮3周。二战和越战期间,皮肤同种移植在救治军人烧伤中发挥了重要作用。1949年,美国海军皮肤银行(US Navy Skin Bank)成为全球首家官方认可的皮肤银行。欧洲的皮肤银行多在70-80年代建立。意大利等国在90年代中期引入。近年来,巴西、墨西哥、印度、非洲等地也相继建立了自己的皮肤银行。
定义与核心使命:皮肤银行是一个具备完善结构、设备、实验室和专业知识的组织,其核心使命是确保整个组织(皮肤)库流程的安全性和有效性。这包括捐献者筛选、皮肤获取、处理、检测、保存、储存、分配以及严格的质量控制和可追溯性。
全球规范框架:
美国:遵循美国组织库协会(AATB)指南和联邦法规(FDA注册与监管)。
欧洲:遵循欧洲组织库协会(EATB)标准、各国组织库协会标准(如英国BATB)及欧盟指令(2004/23/EC, 2006/17/EC, 2006/86/EC)和GMP(良好生产规范)。
澳大利亚:受《治疗性产品法案》监管,需获得治疗性商品管理局(TGA)许可并遵守GMP规范。
意大利/其他国家:遵循国家法规(如意大利国家移植中心授权)、国际指南(如欧洲委员会指南)以及ISO 9001(质量管理体系)和GMP标准。
严苛的环境要求:为确保无菌,皮肤处理通常在A级洁净台(层流超净台)中进行,背景环境至少为B级或D级(根据各国规定)。实验室是“污染控制区”,配备高效空气过滤器(HEPA)、恒温恒湿系统,并持续监测颗粒/微生物污染。
二、 生命之皮的来源:严谨的捐献与获取
捐献者条件:年龄通常在14-78岁之间(各国规定不同)。来源主要是脑死亡有心跳的多器官捐献者和心脏停跳的多组织捐献者。极少数情况下,接受整形手术(如腹部除皱术)的活体捐献者也可在充分知情同意下捐献。
时间窗口:皮肤获取需争分夺秒。通常在死亡后12-24小时内完成,具体时间取决于遗体是否冷藏以及冷藏开始的时间(例如,美国规定:遗体12小时内冷藏,可24小时内取皮;未冷藏则需15小时内完成)。冷藏遗体可使皮下组织变硬,便于操作,并可能降低污染率。
专业团队:取皮团队至少由2人组成,需经过严格培训并获得授权(在欧洲,可能是医生团队或在医生监督下的非医疗专业人员;在意大利和美国,通常由特定机构或注册组织的专业人员执行)。
严格的无菌操作:
1. 遗体准备:彻底清洁消毒捐献区域(常用聚维酮碘擦洗、无菌盐水冲洗、氯己定酊剂消毒),剃毛以减少毛囊周围常驻菌群。
2. 取皮顺序:通常先取皮,后取骨/肌肉组织,避免交叉污染。
3. 取皮技术:使用电动或电池驱动的取皮刀,从背部和大腿后侧等部位切取分层皮片(Split-Thickness Skin Grafts, STSGs),厚度通常为400-800微米(0.4-0.8毫米)。熟练的操作能保证皮片厚度均匀、宽度足够,适合覆盖大面积创面。
4. 运输:取下的皮肤立即放入含特定运输液(通常为添加抗生素组合的生理盐水、乳酸林格氏液或特殊培养基)的无菌密封容器中,置于+4°C冷藏箱中快速运回皮肤银行。
三、 安全至上:严苛的筛选与检测
捐献者的筛选是防止疾病传播的第一道,也是最重要的防线。
全面筛查:
详尽病史与社会行为史调查:包括医疗记录、旅行史、个人行为(评估感染风险)。
体格检查:排除皮肤疾病、感染、恶性肿瘤迹象等。
血清学检测:强制性检测HIV、乙肝(HBV)、丙肝(HCV)、梅毒。可选检测人类T淋巴细胞病毒(HTLV)、巨细胞病毒(CMV)、ABO血型和Rh因子。
绝对禁忌症:活动性感染(细菌、病毒、真菌)、恶性肿瘤(某些特定类型或治愈期有规定)、影响皮肤的自身免疫或结缔组织病(如活动性狼疮)、影响真皮的疾病(如皮肤粘液沉积症、肾源性纤维化皮肤病、卟啉症)、取皮部位有机械损伤/烧伤/毒性损害等。
微生物检测 - 层层把关的“安检”:
取样:在取皮过程中,会专门从不同部位切取至少5-10 cm2的皮肤样本,放入不含抗生素的生理盐水或培养基中,专门用于微生物培养。
培养与鉴定:
细菌:样本在特定培养基(如大豆酪蛋白消化培养基)中分别进行需氧(20-25°C)和厌氧(30-35°C)培养至少14天(研究发现14天比传统的3天能多检出16.9%的污染,其中24%为潜在致病菌)。任何生长的菌落都需鉴定到种属(使用选择性培养基、生化测试如ATB系统,甚至PCR检测如16S rRNA测序),并进行药敏试验。
真菌/酵母菌:样本在含氯霉素的沙氏琼脂培养基中于+30°C空气环境下培养21天。生长的真菌/酵母菌也需鉴定种属(使用显色培养基如ChromAgar、沙氏放线菌酮琼脂和生化测试)。
环境与操作监控: 除了皮肤样本本身,还需对处理环境(空气粒子计数、微生物监测)、处理液体以及操作人员(手套印痕)进行微生物检测,确保无菌操作过程无污染源。
丢弃与挽救:
污染率:指在获取或处理过程中因微生物污染而未通过检疫的皮肤样本比例。
丢弃率: 指一年内获取的捐献者皮肤最终被丢弃的比例。
处理原则:被高致病性或多重耐药菌污染的皮肤会被安全丢弃。被非致病性细菌(如表皮葡萄球菌、头状葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌)污染的皮肤,可通过甘油化再处理(Glycerolization Recovery Procedure)进行挽救:根据药敏结果选择抗生素,将皮肤浸泡在高浓度甘油中一段时间。经过再处理且检测转阴的皮肤,仍可安全用于临床。例如,锡耶纳皮肤银行2016年数据显示,19.3%的捐献皮肤被非致病菌污染,经甘油化再处理后,最终因多重耐药菌污染而被丢弃的比例仅为2.3%。布鲁塞尔军事皮肤银行也验证了甘油化方法的有效性。
四、 生命的“暂停”:皮肤保存的科学
皮肤保存的核心挑战在于如何在需要时最大限度地保持其生物学功能(尤其是有活性皮肤的活力)。主要方法有两大类:
1. 保持活力:冷冻保存(Cryopreservation)与深冻(Deep Freezing)
原理:将皮肤浸泡在冷冻保护剂(如二甲基亚砜DMSO、甘油)中,通过程序化缓慢降温(如-1°C至-2°C/分钟),最终储存在超低温下(通常<-135°C的液氮气相或-196°C的液氮中,或-80°C至-60°C的超低温冰箱),使细胞代谢近乎停止,从而长期保存其活力。
优势:移植物具有活性,移植后能更好地促进血管新生、加速愈合、减轻炎症反应,临床效果更优(尤其在大面积烧伤和儿童烧伤中显示降低死亡率、缩短愈合时间)。
挑战:
活力衰减:活力随储存时间和温度升高而下降。研究显示(锡耶纳皮肤银行数据):
储存前15天活力下降最显著(约54.4%)。
储存6个月后活力约为初始的35%,12个月后约为31%。
-135°C保存优于-80°C(6个月后活力:-135°C约61.6%, -80°C约35.2%)。
活力评估难题:目前常用MTT代谢活性检测法(检测线粒体酶活性,生成紫色甲臜沉淀)。但不同实验室方法、计算公式不一,结果难以直接比较,亟需标准化。锡耶纳皮肤银行提出使用校正光密度值(CorrOD 570nm)来更接近真实值。
处理要求高:需快速处理(通常接收后72小时内),严格无菌操作(因不能终端灭菌),程序化冷冻/解冻。组织学观察显示,规范冷冻保存15天后皮肤各层结构(角质层、表皮层、真表皮连接、真皮成纤维细胞)通常保持良好。
2. 保留结构:甘油保存(Glyceropreservation)
原理:将皮肤浸泡在浓度递增(最终达85%-98%)的甘油溶液中,在+2°C至+10°C冷藏保存数周(通常建议至少4周)。甘油能结合细胞内外水分,固定组织,并赋予移植物一定的抗菌抗病毒活性,同时降低其免疫原性。
特点:移植物无活性,但其真皮基质的结构和机械性能得以保留。
优势:处理相对简单;储存和运输方便(只需冷藏);具有天然抗菌性;减轻疼痛效果显著;成本较低。
应用: 广泛用作临时敷料(覆盖创面、保护暴露的肌腱/骨骼等),用于伤口床准备、自体皮移植的覆盖物(“三明治”技术)、部分厚度烧伤、慢性溃疡、创伤伤口等。虽然在大面积深度烧伤治疗中,活性冷冻皮通常是首选,但甘油皮在特定情况(如老年/幼儿患者、低死亡率烧伤)或特定用途上具有重要价值。
3. 其他保存方法(主要用于无活性真皮基质):
冻干/冷冻干燥(Lyophilization/Freeze-Drying):通过冷冻和低压升华脱水,制成易于储存运输(常温)、无菌的脱细胞真皮基质(Acellular Dermal Matrix)。使用时需复水。主要作为真皮支架整合到宿主组织中。
伽马辐照(Gamma-Irradiation):使用钴-60或铯-137产生的γ射线(通常25kGy)进行终端灭菌,确保无菌性。常用于肌肉骨骼移植物,现在也探索用于皮肤(尤其是预处理过的无活性真皮),需注意剂量可能影响组织力学性能。
五、 生命之皮的馈赠:临床应用
历史传承:皮肤移植历史可追溯至公元前。现代皮肤同种移植在19世纪中后期由Reverdin, Lawson, Thiersch等医生探索发展。二战期间,Peter Medawar(1960年诺贝尔奖得主)对皮肤同种移植排斥反应的开创性研究奠定了重要基础。
移植物类型(按厚度分):
(split thickness) | ||
(Full thickness) | ||
临床应用场景:
大面积深度烧伤:是皮肤同种移植物的首要适应症。用于临时覆盖创面,为自体皮移植创造条件(自体皮供区愈合或培养表皮扩增需要时间);也可与自体皮联合使用(如“Alexander技术”:大面积扩展的自体皮上覆盖较小扩展的同种皮)。
难愈性伤口:慢性静脉性溃疡、糖尿病足溃疡、压疮、创伤后伤口、术后难愈伤口等。
表皮溶解性疾病:中毒性表皮坏死松解症(TEN)、Stevens-Johnson综合征(SJS)、葡萄球菌性烫伤样皮肤综合征(SSSS)。
保护深层结构:覆盖暴露的肌腱、骨骼、神经、软骨(如使用甘油化或冻干的脱细胞真皮)。
其他领域: 整形重建外科(如面部、鼻中隔、鼓膜重建)、口腔颌面外科、骨科等。
六、 挑战、未来与展望
持续存在的挑战:
安全风险:尽管有严格的筛选和检测,传播病原体的风险理论上无法完全消除。需权衡风险收益,充分知情同意。
活力评估标准化: 亟需统一皮肤活力检测方法和报告标准,以便研究和临床比较。
供应与需求:皮肤捐献量有限,而需求持续存在甚至增长。需要加强公众教育。
成本与运营: 皮肤银行的建立和运营(尤其是维持超低温冷冻)成本高昂,需要持续的资金和政策支持。
未来方向:
改进保存技术:研发新型冷冻保护剂和冷冻/复苏程序,以更好地长期保持皮肤活力,减少冰晶损伤。
组织工程与再生医学: 结合脱细胞基质、干细胞、生长因子等技术,开发更理想的生物工程皮肤替代物,但短期内,活性同种皮仍不可替代。
国际合作与灾难响应:皮肤银行网络在重大灾难(如火灾、爆炸)的紧急救治中扮演着越来越重要的角色。
核心价值不变:尽管技术不断进步,皮肤银行的核心使命不变:在严格的伦理框架和质量体系下,将逝者的无私馈赠转化为拯救生命的宝贵资源。每一份安全、有效的皮肤移植物背后,是无数专业人士对严谨科学、规范操作和生命至上的不懈坚守。
结语:
皮肤银行是现代医学中一项融合了生命馈赠、尖端科学与严谨管理的奇迹。它不仅是烧伤患者的“生命盾牌”,更是无数慢性创面患者重获新肤的希望。从逝者身上获取的这片“冷藏的生命”,在皮肤银行中完成蜕变,最终在另一个生命体上延续着守护与治愈的力量。
参考文献:
1. CDE: 局部起效化学仿制药体外释放(IVRT)与体外透皮(IVPT)研究技术指导原则(试行),2025年6月
2. EMA:Guideline on quality and equivalence of locally applied, locally acting cutaneous products》(关于局部应用、局部作用皮肤产品的质量和等效性指南),2024年9月
3. Tognetti, L., Pianigiani, E., Ierardi, F., Mariotti, G., Perotti, R., Di Lonardo, A., … Fimiani, M. (2017). Current insights into skin banking: storage, preservation and clinical importance of skin allografts. Journal of Biorepository Science for Applied Medicine, 5, 41–56.
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