史前时代,人类熟练地使用火来煮熟食物和取暖之后,烧伤的问题随之而来。早在35000年前,尼安德特人洞穴中的壁画就描绘了如何治疗烧伤的场景。公元前1500年,古埃及的铁匠在莎草纸上记载,烧伤后可以用树脂和蜂蜜混合成药膏敷在受伤处。在公元前600年的中国,有用茶叶中榨取出的汁液治疗烧伤的,也有用猪皮和鸡皮、酒和热带树脂,还有粪便提取物和洋葱头制成敷料的。
斗转星移,烧伤的治疗方法渐渐地过渡到清理创面、暴露伤口,再到复苏、控制感染等等。但是如何修复烧伤后的皮肤,一直是困扰着人们的问题。人体皮肤的上层叫表皮,下层叫真皮,当烧伤的直径大于4厘米,皮肤的表皮和真皮都会损伤,无法自愈,传统的敷料效果也并不好。能不能试试把没有受过伤的皮肤,覆盖到受伤处?
最开始,人们选了些其他人的皮肤移植到烧伤者的伤口上,可效果不理想。
一是因为移植之后,烧伤者的身体会出现排斥反应,会把移植过来的皮肤当作异物进行攻击;二是符合要求的皮肤来源很稀少。把自己的皮肤移植到自己的身上,那选择用烧伤者未受损的皮肤进行移植,行不行?这种“拆东墙补西墙”的做法,是将健康身体部位的皮肤,移植到受伤的部位。随之而来的是两个问题。首先是“东墙”供皮区会有疼痛,可能愈合缓慢、感染或者形成瘢痕;其次是移植时,对“东墙”的皮肤厚度有要求。
如果来自“东面”的皮片较薄,“西墙”受皮区容易形成癜痕,皮肤收缩明显,严重影响愈合后的外观效果,甚至还会出现肢体运动功能的受损。如果移植皮片较厚,供皮区愈合的时间会变长,也容易形成增生性瘢痕。除此之外,还有个更棘手的情况是,烧伤面积较大(烧伤面积超过50%)的人,缺乏足够未受损的自体来源皮肤,怎么办?
没有皮肤,就创造一种新的皮肤。要不就人工创造一种皮肤盖到被烧伤的地方吧。
基于这种设想,临床医生约翰·伯克(John Burke)和材料学家约阿尼斯·杨纳斯(Ioannis Yannas)发明了一种人造皮肤,这种皮肤由天然胶原蛋白和多糖组成的生物材料制成,模仿了皮肤的结构、物理性状和生物学特性。对体表烧伤面积达50%~90%的人进行创面治疗时,他们发现使用人造皮肤后,患者的伤口没有明显瘢痕,而且随着时间流逝,人造皮肤在触觉和视觉上都跟真正的皮肤越来越相像。
1981年4月23日,约翰·伯克和约阿尼斯·杨纳斯宣布,人造皮肤在烧伤者创口处移植成功。
随后,更多的研究者进入到人造皮肤领域。细胞生物学家尤金·贝尔(Eugene Bell),利用组织培养得到皮肤成纤维细胞和表皮细胞,与人造皮肤技术中用到的胶原蛋白结合,造出了新品类人造皮肤,这种皮肤可以填充创面空间,还能形成血管,抑制创面收缩,防止出现瘢痕。
人造皮肤主要成分都是胶原蛋白,与其他天然材料相比,和人体皮肤相容性好,移植之后对外观和功能的影响也较小。更重要的是,解决了被大面积烧伤者没有足够自体皮肤进行移植的困境。
虽然人造皮肤是首个应用于临床的器官替代物,也是人造器官中最为成熟的一种,但遗憾的是,所有的人造皮肤都无法涵盖皮肤组织中的全部细胞成分,也缺乏毛囊、汗腺等皮肤附属器,所以不能完全替代皮肤的功能,再加上昂贵的价格,在烧伤面积较小的患者中,首选的方法还是进行自体或者异体移植。每年都有数以百万计的人由于烧伤、烫伤、化学腐蚀等原因出现皮肤创伤,其中以烧伤导致的皮肤损伤最为常见。
希望未来人造皮肤可以无限接近甚至超越自体皮肤,为烧伤患者带来福音。