全球首创!青岛大学研发干细胞“创可贴”可替代植皮

青岛日报社/观海新闻10月19日讯 日前,由工信部、财政部共同举办的第六届“创客中国”中小企业创新创业大赛公示50强名单,青岛大学徐文华教授团队的“4D打印干细胞载体”项目榜上有名。这是全球首个依托“4D打印”研发新型干细胞载体并进行创面修复的核心技术,已授权8项国内外发明专利,受通PCT国际专利10项。目前该项目正在进行二期临床试验,在不久的将来有望转化上市。

对于皮肤的大面积灼伤或糜烂,无需植皮手术,用一种神器“创可贴”把干细胞“贴上去”,便可较快实现创面皮肤的再生修复。这种“创可贴”,就来源于“4D打印干细胞载体”技术。徐文华介绍,目前常用的皮肤损伤修复方式有两种,一种是植皮手术,即将健康的皮肤移植到创面上,但是反复取皮、植皮,患者痛苦度高,且健侧也容易留下永久疤痕;另一种是使用人工修复材料,但这种材料主要依靠从美日韩等国家进口,治疗费用高、修复周期长。面对传统修复方法的缺陷,徐文华团队想到了干细胞这个“突破口”。作为生命的起源细胞,干细胞可以分化为身体各组织细胞,在临床上常被用于修复受损器官组织,可是,用干细胞修复皮肤组织,也存在不小的难题。“目前上市的干细胞产品通常是用注射方法来治疗受损脏器,因为脏器可以‘包裹’住干细胞,从而实现组织的再生与修复;但对于皮肤表面的大面积损伤,很难用注射方法使干细胞驻留并存活下来,因此难以起到修复作用。”针对这个难题,徐文华团队提出了采用“4D打印”技术打印新型干细胞载体的构想。

从2012年起,徐文华就开始进行载体研发工作并取得一些成果。她发现,从虾蟹外壳和藻类中提取的两种物质经过一系列处理之后,很适合做干细胞的载体。因为这种载体保水性强,可以较好保持干细胞的活性;载体中所含物质本身具有抗菌消炎作用,且不易产生免疫排斥反应;载体在37℃左右可以自动变成凝胶状态,后期还可以慢慢降解被人体吸收。不过,在临床治疗中,干细胞必须达到一定数量才能起到较好的修复效果,如何转载更多的干细胞呢?徐文华团队首先想到了3D打印技术。他们利用微纳3D打印系统,把载体材料打印成一个个直径在50纳米到100纳米之间的孔,每个孔可以容纳1到2个干细胞,这样就可以让干细胞均匀分布在载体上。根据患者皮肤损伤的严重程度,他们可以通过建模来进行“个性化定制”,将载体打印成若干层,以便转载相应需求量的干细胞。而“4D打印”,就是在3D打印基础上增加了“时间”这一维度,即载体能够随着时间变化而发生形状改变。低温下打印出的载体是固体状态,加载干细胞并放置到人体创面上之后,载体逐渐变成凝胶状态。这种凝胶状态有两个优点,一是让一个个单独的干细胞“融于一体”,更易于存活;二是可以让干细胞更紧密地贴合在形态不规则的创面上,增强驻留性。

相比于皮肤损伤的传统修复方法,“4D打印干细胞载体”项目无需手术,能够减少患者的痛苦和医护人员的工作量;载体材料来自于天然海洋提取物,在成本方面也有很大优势;治疗效果和预后效果也更好。未来,这项技术成果可应用于治疗皮肤灼伤、糖尿病腿糜烂、角膜碱烧伤以及医美领域。据了解,徐文华团队已与山东大学齐鲁医院、青岛市中心医院、河南省人民医院等10余家医疗机构达成了战略合作。(青岛日报/观海新闻记者 王沐源)

责任编辑:程雪涵