应用细胞技术改善疤痕外观

现代科学的特点是众多相关学科的快速发展，这些学科被统称为“生物技术”。生物技术这一学科分支以生物学、细胞学、分子遗传学、基因工程和移植学领域的最新成果为基础，旨在充分利用动植物细胞——所有生物体的基本结构单元——所蕴含的巨大潜力。“活细胞是一个现成的生物技术反应器，它不仅能实现最终产物的生成过程，还能进行许多其他有助于维持系统高水平催化活性的过程。”——约翰·伍德沃德，1992年。细胞科学的开端始于1665年，当时英国物理学家R.胡克发明了第一台显微镜，并在软木塞中发现了细胞——cellulae（“细胞”）。1829年，M.施莱登和T.施旺提出了“细胞理论”，证明所有生物体都由细胞组成。 1858年，R. Virchow证明所有疾病都源于细胞结构和代谢紊乱。他成为“细胞病理学”的创始人。1907年至1911年间，R. Harrison和A.A. Maximov为细胞科学做出了奠基性贡献，他们证明了体外培养细胞的可能性。他们的研究表明，为了培养细胞，必须将动物组织和植物部分机械地分离成小块。为了分离细胞，需要用锋利的刀或切片机将组织切成约0.5-1.0毫米的薄片。细胞的物理分离称为固定化。分离的细胞是通过酶促分散植物或组织碎片获得的。用锋利的剪刀将碎片研磨后，用胰蛋白酶或胶原酶处理，得到悬浮液——单个细胞或其微聚集体在特殊培养基中的悬浮液。藻酸盐凝胶（藻酸钙）被广泛用于固定植物细胞。已证实，固定化的动植物细胞保留了生物合成的能力。细胞生物合成产物在细胞内积累，其表达可自发进行，也可在特殊物质的帮助下进行，这些物质可增强细胞膜的通透性。

动物细胞的培养过程比植物细胞的培养复杂得多，需要特殊的现代设备、高科技、各种培养基以及旨在维持细胞活力并使其保持高功能活性状态的生长因子。研究发现，大多数实体组织（例如肾脏、肝脏和皮肤组织）的细胞都具有表面依赖性，因此它们只能以直接与基质表面结合的薄片或单层形式进行体外培养。通过酶促组织分散获得的细胞的寿命、增殖和功能稳定性很大程度上取决于其生长的基质。已知所有从脊椎动物组织中获得的细胞都带有负表面电荷，因此带正电荷的基质适合于其固定化。直接从完整组织中获得的分离细胞可以在原代培养中以固定化状态维持，并在10-14天内保持高特异性和灵敏度。固定化的表面依赖性细胞在当今生物学中发挥着重要作用，尤其是在临床研究中。它们用于研究细胞发育周期、生长和分化调控以及正常细胞和肿瘤细胞之间的功能和形态差异。固定化细胞单层可用于生物测试，定量测定生物活性物质，以及研究各种药物和毒素对其的影响。几十年来，各专业的医生都对细胞作为治疗手段表现出浓厚的兴趣。目前，细胞技术正朝着这个方向快速发展。

组织和细胞疗法的起源与著名俄国科学家VP Filatov的名字有关。他于1913年奠定了组织疗法理论的基础，研究了健康捐献者角膜移植给白内障患者的效果。在角膜移植研究中，他发现在-2-4摄氏度的低温下保存1-3天的角膜比新鲜角膜更容易生根。由此，他发现了细胞在不利条件下能够分泌某些物质的特性，这些物质可以激活移植组织中的生命过程以及受体组织中的再生过程。脱离身体的组织和细胞处于应激状态，即生命活动减慢。它们的血液循环停止，因此营养也停止。组织呼吸极其困难，神经支配和营养功能紊乱。处于新的质态，适应新的生存条件，细胞会产生具有药用特性的特殊物质。 VP Filatov 将这些非蛋白质物质称为生物刺激物。他与 VV Skorodinskaya 共同发现，动物和植物材料在恶劣条件下保存后，可以在 120°C 下自由高压灭菌一小时，而且它们不仅不会失去活性，相反还会增加活性，这是因为保存的组织会释放生物刺激物。此外，它们会失去抗原性，从而大大降低排斥的可能性。保存的无菌材料通过皮下植入（种植）或以提取物注射的形式引入体内，并获得了良好的效果。还发现胎儿组织所含的生物活性物质的数量明显多于成年人的组织，而且有些因子仅存在于胚胎中。由于细胞质膜上缺乏负责物种、组织和个体特异性的蛋白质（主要组织相容性复合体蛋白质），因此接种的胎儿组织不会被接受者的身体视为外来物。因此，将动物胎儿组织接种到人体中不会触发免疫保护机制以及不相容性和排斥反应。VP Filatov 在其医疗实践中广泛使用人胎盘和皮肤。疗程包括 30-45 次组织提取物注射和 1-2 次高压灭菌组织植入。

他的研究始于人体和动物的组织与细胞，后来将他的研究成果推广到植物界。他用植物的活体部分（芦荟、车前草、龙舌兰、甜菜叶、圣约翰草等）进行实验，为植物创造了不利的生长条件，将切下的叶子置于黑暗处，因为植物的生命活动需要光照。他还从河口泥炭中分离出生物刺激物，因为泥炭的形成需要微生物群落和微动物群的参与。

70年代末，组织疗法迎来了新一轮的发展。数十年积累的知识和经验使得利用动植物组织和细胞治疗人类并延长其寿命达到质的飞跃。因此，在一些国内诊所和一些国外诊所，患有更年期综合征或卵巢切除术后的生理性更年期妇女开始接受胎盘、下丘脑、肝脏、卵巢、胸腺和甲状腺的胎儿组织进行组织疗法，以延缓衰老过程、动脉粥样硬化、骨质疏松症以及免疫、内分泌和神经系统功能障碍。在西欧最负盛名的老年美容诊所之一，几十年来，人们一直使用从公羊生殖腺胎儿组织中提取的提取物注射治疗。

在我国，生物刺激疗法也得到了广泛的应用。直到最近，各种疾病的患者仍然积极地接受注射胎盘提取物、芦荟、长寿花、景天（生物提取物）、FiBS、泥炭提取物、泥炭素、腐殖土等成分的治疗，这些成分均按照VP Filatov的方法制备。目前，在药店几乎买不到这些高效且价格低廉的动物、植物和矿物来源的国产组织制剂。

从进口的人体组织和器官中获得各种生物制剂的基础，例如 rumalon（来自软骨组织和骨髓）、actovegin（来自小牛血）、solcoseryl（牛血提取物），以及国产制剂 - 玻璃体（来自牛眼玻璃体）、kerakol（来自牛角膜）、splenin（来自牛脾脏）、epithalamin（来自上丘脑骨骺区）也是 VP Filatov 的研究对象。所有组织制剂的统一特性是对整个身体的普遍影响。因此，VP Filatov 院士的“组织疗法”为与细胞及其生物合成产物有关的外科、免疫学、妇产科、老年病学、燃烧学、皮肤病学和美容学中的大多数现代发展和方向奠定了基础。

组织移植问题自古以来就困扰着人类。早在公元前8000年的埃伯斯纸莎草文稿中，就已提及利用组织移植来弥补身体各个部位的缺陷。公元前1000年的印度科学家苏斯鲁塔所著的《生命之书》中，也详细描述了利用脸颊和额头皮肤重建鼻子的过程。

随着整形和重建手术数量的增加，对供体皮肤的需求也随之增长。在这方面，尸体和胎儿皮肤开始得到使用。需要保护供体资源，并寻找用动物组织和各种皮肤建模选项替换人体皮肤的方法。科学家们正是朝着这个方向努力的，1941 年 P. Medovar 首次证明了角质形成细胞在体外生长的基本可能性。细胞技术发展的下一个重要阶段是 Karasek M. 和 Charlton M. 的工作，他们于 1971 年首次成功地将自体角质形成细胞从原代培养物移植到兔子伤口上，使用胶原凝胶作为培养 CC 的底物，这提高了培养中的细胞增殖。J. Rheinvvald. H Green 开发了一种用于连续培养大量人体角质形成细胞的技术。 1979年，Green及其合作者发现了角质形成细胞培养在大面积烧伤皮肤修复中的治疗应用前景，此后该技术不断完善，开始被国内外烧伤中心的外科医生应用。

在研究活细胞的过程中，我们发现细胞不仅能产生非蛋白质来源的生物刺激物，还能产生多种细胞因子、介质、生长因子和多肽，这些物质在调节整个生物体的体内平衡方面发挥着重要作用。研究发现，各种细胞和组织都含有肽类生物调节剂，它们具有广泛的生物学作用，并能协调多细胞系统的发育和功能过程。细胞培养作为治疗手段的时代由此开启。近几十年来，我国的烧伤学已开始采用成纤维细胞悬液和多层角质形成细胞层的移植。人们对将皮肤细胞移植到烧伤患者身上如此浓厚的兴趣，是因为需要快速闭合大面积烧伤，而供体皮肤却短缺。从一小块皮肤中分离出能够覆盖比供体皮肤面积大1000倍甚至10000倍的伤口表面的细胞，已被证明对烧伤学和烧伤患者非常有吸引力且非常重要。角质形成细胞层的植入率根据烧伤面积、患者年龄和健康状况而有所不同，从71.5%到93.6%不等。角质形成细胞和成纤维细胞移植之所以受到关注，不仅是因为其能够快速修复皮肤缺损，还因为这些移植材料具有强大的生物活性潜力，能够改善移植后组织的外观。新血管的形成、缺氧缓解、营养改善、未成熟组织的加速成熟——这些积极变化的形态功能基础，正是由于移植细胞释放生长因子和细胞因子而产生的。因此，由于先进的细胞技术在医疗实践中被引入，可以将多层自体和同种异体角质形成细胞和成纤维细胞移植到大面积创面上，烧伤科医生不仅能够降低皮肤病变比例高的烧伤患者的死亡率，而且还能够显著改善IIb、IIIa和b度烧伤部位不可避免的疤痕组织。烧伤科医生在烧伤患者创面治疗方面的经验，促使人们将改良的Green方法应用于皮肤外科实践，用于治疗各种皮肤和美容疾病（营养性溃疡、白癜风、痣、大疱性表皮松解症、纹身去除、年龄相关性皮肤变化以及改善疤痕外观）。

在外科、烧伤科和皮肤美容科中使用同种异体角质形成细胞比自体角质形成细胞有许多优势，因为这种细胞材料可以预先制备无限量的，并保存起来，必要时使用。众所周知，同种异体角质形成细胞的抗原活性较低，因为在体外培养时，它们会失去朗格汉斯细胞，而朗格汉斯细胞是 HLA 复合体抗原的载体。根据不同作者的说法，在移植后 10 天到 3 个月内，同种异体角质形成细胞会被自体角质形成细胞取代，这一事实也支持了同种异体角质形成细胞的使用。在这方面，目前许多国家都建立了细胞库，这样就可以在正确的时间获得所需数量的细胞移植。德国、美国和日本都有这样的细胞库。

细胞技术在皮肤美容学中的应用之所以受到关注，是因为“细胞成分”具有强大的生物能量和信息潜力，能够带来质的飞跃，带来全新的治疗效果。移植细胞分泌的自体因子（生长因子、细胞因子、一氧化氮等）主要作用于人体自身的成纤维细胞，增强其合成和增殖活性。这一事实对研究人员尤其具有吸引力，因为成纤维细胞是真皮层的关键细胞，其功能活性决定了所有皮肤层的状况。此外，众所周知，在皮肤因烧灼、激光、针刺和其他器械损伤后，皮肤会补充来自骨髓、脂肪组织和毛细血管周细胞的新鲜成纤维细胞干细胞前体，这有助于身体细胞库的“再生”。它们开始积极合成胶原蛋白、弹性蛋白、酶、糖胺聚糖、生长因子和其他生物活性分子，从而增加真皮层的水合作用和血管化，提高其强度，