人工皮肤 生醫材料報告

1、生醫材料報告,指導老師：林鴻儒教授 開課班級：化材四甲、四乙 49540004 49540021陳青 49540038黃聯誠,about皮膚,皮膚,人體最大的器官，主要承擔以下三個功能： 保護身體、排汗、感覺冷熱和壓力 一但受傷，若傷口輕微，可自行產生膠原蛋白和纖維蛋白去修復。但若傷口太大，要進行植皮手術。由於大面積的皮膚傷害在火災裡很常見，因此世界各地對皮膚替代品的需求也很大。由於人工皮膚的成本很高，因此，先進國家大城市的醫院都設有皮膚庫，培植和貯存適合作移植用途的皮膚。 是個持續在重塑，並有廣泛神經分布的三層結構：表皮、真皮、皮下組織。另有皮膚附屬器，包含指甲、毛髮、汗腺、與皮脂腺分布其中

2、。皮膚內有三種密集的網路讓皮膚能與身體其他部分連結，分別是淋巴系統、血管系統及表皮神經。這些網路可提供營養、氧氣，移除有毒物，產生免疫反應，且對體液的維持相當重要。,皮膚,人工皮膚之歷史起源,人工皮膚之歷史,溯及1980年哈佛大學的二位教授yannas及burke發展二層結構 的皮膚結構，上層由矽膠組成，似人體的上皮；下層由多孔狀類 真皮結構，主要成分為小牛的膠原蛋白及鯊魚的軟骨素交聯形成。 由 marion merell dow公司生產，正式商品名integra，1996年 經美國藥物食品管理局(fda)正式核准並可運用於大面積燒傷傷口 在切除後之手術覆蓋。為小牛膠原蛋白及鯊魚軟骨二者交聯沉

3、澱 而成，其重要設計在下層類真皮部分，有小洞形成，其大小在20- 125mm，適合患者本身血管內皮細胞及纖維母細胞進入，進而有 良好的血管供應及能形成患者本身的新真皮，取代原有人工皮。 而其上皮是矽膠層，可輕易撕去，留下新上皮，再用取皮機 在病患身上取相當薄的皮膚(0.002-0.004英吋)作為新上皮的覆蓋： 在取皮區，在4至6天癒合，比起一般 0.013英吋的取皮區可快上一 倍，且留下瘢痕的比例降低。,人工皮膚之需備條件,人工皮膚之所需條件,一、無毒，免疫性低。 二、柔軟又具濕潤強度，貼合性好，伸縮性佳。 三、適當保水性，防止因角質層失掉水分過量蒸發流失。 四、有吸水性可吸滲出液，防止感染

4、。 五、阻止外部細菌入侵。 六、有生物體適合性。 七、細菌不透過性。 八、不產生有毒物。,人工皮膚之所需條件,九、取掉後可不用再自家植皮，殘留體內也沒問題，可分解吸收。 十、促進形成毛皮及肉芽。 十一、可植毛。 十二、可形成汗腺，脂腺。 【人工皮膚使用時機】 當患者發生第二度及第三度燒燙傷時， 則須利用人工皮膚來做進一步的治療。,人工皮膚之製造方式,人工皮膚之製造方式,一、自體移植 (autografting)指當皮膚受傷而以其他部分的皮膚組織進行修復，一般正常人通常可自行癒合小面積的傷口，但對大面積燒燙傷患者，通常是由病人自體其他部位切下厚度約0.014 英吋的皮膚，再用機器拉開1-2 倍，

5、覆蓋在受傷的部位，又稱為split-thickness skin autograft，因大面積受傷的患者本身所剩的皮膚有限，或者是有的病人傷口再生能力較弱，卻再挖東牆來補西牆，無疑是雪上加霜。,人工皮膚之製造方式,二、異體移植 (allografting)是同種異體的皮膚移植，來源包括了人類屍體或胎兒羊膜，優點在於其處理方式較不複雜，和人類皮膚組織相容性高，缺點在於台灣缺乏皮庫（來自羊膜或屍體），而使用來自人體的異體移植用皮膚也有感染疾病的風險，此外同種異體真皮移植也有免疫排斥的問題，為將他人皮膚移植到受損位置。,人工皮膚之製造方式,三、異種移植 (xenografting)取自其他種類的動物

6、，從西元1500年試圖用青蛙皮膚作異種皮膚移植，1692年用蜥蜴皮膚，1906年用兔子皮膚，1966年用狗的皮膚， 1965年至今科學家陸續用豬皮改良，作為異種皮膚移植的材料，異種皮膚移植優點在於來源不於匱乏，且皮膚內層為生物相容性的膠原蛋白，缺點為異種移植的皮膚需經特定方式除去動物皮膚中可能引起抗原性的物質，動物來源的皮膚可能帶有蛋白質病毒，處理過的動物皮膚無法由傷口處獲得血液，常因此而脫落。,人工皮膚之製造方式,四、以自身的細胞 (autologus cell)利用體外培養方式做出所需要的表皮組織(dermis)，然而使用這類方法不僅耗時昂貴並且成功率不高。,人工皮膚之製造方式,五、以細胞

7、外基質 (extracellular matrix ,ecm) 例如將幾丁聚醣(chitosan)以交聯劑交聯後而形成的水膠敷於傷口表面。由於水膠材質可含有大量水分，能充當為細胞外基質，所以細胞會進入水膠網狀結構中，並使得水膠產生降解。這種形式的敷料，因細胞深入其中，與新生皮膚層可合而為一，所以也通常稱為人工皮膚。,市面上各商品列表,市面上各商品列表,市面上各商品列表,市面上各商品實物,相關材料介紹,膠原蛋白,膠原蛋白，又稱骨膠原，是人體一種非常 重要的蛋白質，主要存在於結締組織中。具有 很強的伸張能力，是韌帶和肌鍵的主要成份， 膠原蛋白還是細胞外基質的主要組成成分。 它使皮膚保持彈性，而膠原

8、蛋白的老化， 則使皮膚出現皺紋。膠原蛋白亦是眼睛角膜的 主要成份，但以結晶形式組成。,膠,軟骨素,軟骨素普遍存在人體的關節韌帶、骨骼、角膜、 心臟瓣膜、血管壁及皮膚中，主要是由胺基半乳醣 （galactosamine)及葡萄糖醛酸 (glucuronic acid) 交錯結合的大分子黏多醣蛋白。 硫酸軟骨素鏈的化學結構 軟骨素-4-硫酸鹽：r1=h; r2=so3h; r3=h；軟骨素-6-硫酸鹽:r1=so3h; r2, r3=h。,軟骨素,主要分為a、b、c三型，分子量則由五千到四萬 左右不等，分子量越小越容易被吸收利用，提煉口服 軟骨素補充劑的主要來源包含禽畜的皮、軟骨、韌帶 組織（如耳

9、朵、鼻骨等）以及鯊魚軟骨等，萃取出的 軟骨素經乙烯化成為硫化軟骨素，因以提高人體 的生物體利用率，純度多半接近9095之間。,玻尿酸,透明質酸（hyaluronan），又稱醣醛酸、玻尿酸， 基本結構是由雙糖單位d-葡萄糖醛酸及n-乙醯葡糖胺 組成的高級多醣類。與其它粘多糖不同，它不含硫。 其透明質分子能攜帶500倍以上的水分，為目前所公認 的最佳保濕成分。 d-葡萄糖醛酸及n-乙醯葡糖胺組成的雙糖單位,組織工程,人體各項組織與器官，基本上是由細胞與支撐細胞的細胞外間質所構成的，細胞外間質主要是由結構性纖維如膠原蛋白與彈力蛋白和親水性物質如葡萄糖胺聚合醣所組成。 葡萄糖胺聚合醣的組成包括透明質酸

10、、硫酸軟骨素和硫化角蛋白等，這些葡萄糖胺聚合醣主要是由胺基半乳糖、葡萄糖胺和葡萄糖醛酸三種單體所構成。,軸心蛋白,硫酸軟骨素,透明質酸,硫化角蛋白,透明質酸,硫化角蛋白,硫酸軟骨素,表皮生長因子egf,表皮生長因子（epidermal growth factor，egf）是最早發現的生長 因子，對調節細胞生長、增殖和 分化有著重要作用。 人的表皮生長因子蛋白有53個胺基 酸殘基，分子量為6216 dalton， 分子內有三對雙硫鍵，故含 較多酸性胺基酸(pi=4.7)，而對 酸、鹼、熱等物理及化學因素均 較穩定，可在100水中加熱30分鐘 不失活性。,表皮生長因子egf,但由於提取及活性保存技

11、術的限制下，產量非常少且 價格昂貴，世界年提取量只有幾千克，僅能用於臨床 燒燙傷及大面積皮膚潰瘍疾病的治療。 利用 egf的三維結構原理，啟動蛋白酪氨酸激素，經 資訊傳導系統引起細胞內一系列生化變化，促進小分 子化合物從細胞外環境主動運輸；此時老舊細胞因 rna和蛋白質的活化，使靜止的細胞進入分裂周期， 促進細胞增殖轉換。,幾丁聚醣,幾丁聚醣是由幾丁質去乙醯化反應 (deacetylation) 取得的多醣類天然聚合物，自然界中含量第二，僅次 纖維素；構造似纖維素的直鏈狀高分子醣類聚合物， 廣泛分佈在自然界中：如甲殼動物的外殼，節肢動物 的外甲皮，軟體動物的外殼和內骨骼，真菌或酵母菌 等微生物的細胞壁等，都有其存在。一般來說，總氮 含量超過 7%以上的幾丁質稱幾丁聚醣，也有以去乙醯 度分別，將去乙醯度超過 70%的幾丁質稱幾丁聚醣。,補充資料生醫敷料,不論傷口是因創傷、燒傷、手術、 急性或慢性傷口等所造成，傷口的照顧 長久以來一直都是挑戰。而傷口種類、 大小，及病人許多外在因素，都會影響 傷口癒合的過程及時間。為了加速傷口 癒合，降低傷口的感染，在癒合過程中 有必要在傷口處以適當敷料加以遮蓋。 敷料發展的目的，無非要提供新方法、 新材質，使傷口能得到最快速及永久的 覆蓋與癒合，並在外觀及功能上都能與 受傷前相同。,參考資料,維基百科