人羊膜在組織修復(fù)的臨床應(yīng)用研究進展

冀曉娜，徐強 綜述，張朝暉，盧旭亞 審校

（1.天津北辰永濟醫(yī)院中醫(yī)科，天津300134；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津301617；3.天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院中醫(yī)外科，天津300250）

近些年來，隨著組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和發(fā)展，越來越多的生物性支架材料得到了廣泛的應(yīng)用，其中具有代表性的人羊膜備受關(guān)注。在其臨床應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)修復(fù)、軟骨組織修復(fù)、腱鞘修復(fù)及創(chuàng)面修復(fù)等領(lǐng)域的治療中，人羊膜均參與其中并發(fā)揮著重要作用。作為組織工程和再生醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要基質(zhì)材料，人羊膜具有生物活性的特性，被廣泛應(yīng)用于組織修復(fù)的過程中。

1 人羊膜的基本特性

人羊膜由細胞滋養(yǎng)層進化而來，來自人體胎盤的最里層，是透明且具彈性的雙層膜，厚度約為20~500 μm，擁有獨特厚基底，是人體最厚的基底膜，表面光滑，沒有血管、神經(jīng)和淋巴[1-4]。其結(jié)構(gòu)由羊膜上皮細胞通過與含有羊膜間充質(zhì)細胞的細胞外基質(zhì)連接而成，因而成為一種高分子生物材料[5-6]。作為圍產(chǎn)期附件，人羊膜作為間充質(zhì)干細胞來源顯得尤為重要[5]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，人羊膜具有抗成纖維細胞活性和抗原性，能夠減少炎癥刺激和疤痕生成[6]。人羊膜內(nèi)含生長因子、細胞因子（如表皮細胞生長因子、成纖維細胞生長因子等）、肝細胞生長因子、堿性成纖維細胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子α 和β 等，使其在組織再生領(lǐng)域中獲得應(yīng)用，同時人羊膜在具有抗炎性、血管生成性的基礎(chǔ)上還能在獨立的培養(yǎng)條件下允許細胞間遷移和相互作用[1]，而人羊膜細胞間的相互作用和轉(zhuǎn)變將能促進膜重塑，使其保持完整性[2-3]。此外，人羊膜具有多向分化能力，其成分有助于促進多個層次的組織再生，其效果可能與線粒體活性和活性氧的生成存在一定關(guān)系[4]。由此可知，人羊膜因其具有抗炎和血管生成的雙重特性，不但能夠作為一種理想的支架，且能在組織修復(fù)中發(fā)揮著重要作用。

2 人羊膜在神經(jīng)組織修復(fù)中的機制及研究進展

神經(jīng)的再生具有生理局限，這使得周圍神經(jīng)手術(shù)對外科醫(yī)生而言具有極大的挑戰(zhàn)性。神經(jīng)間隙的存在和局部創(chuàng)傷因素都可能影響機體的功能，因此為促進神經(jīng)再生，必須建立減少神經(jīng)周圍瘢痕、減少纖維化、避免形成缺血的屏障[7]。在神經(jīng)再生方面，國內(nèi)學(xué)者的研究報告指出，人羊膜參與治療的臂叢神經(jīng)損傷、急性坐骨神經(jīng)損傷等病癥中均有一定程度的改善[8]，在神經(jīng)移植手術(shù)，如肌靜脈聯(lián)合移植中[9]，人羊膜的修復(fù)、再生作用亦能加強手術(shù)效果。此外，人羊膜在一定條件的培養(yǎng)下可以合成神經(jīng)生長因子和神經(jīng)營養(yǎng)因子，這有利于神經(jīng)再生和恢復(fù)其功能[3]。同時，在Ogaya-Piniesg 等[10]的實驗中，使用脫水的人羊膜同種異體移植物包裹在神經(jīng)束周圍，能夠促進神經(jīng)組織的生成。應(yīng)用人羊膜生物材料，通過技術(shù)手段將有助于從周圍疤痕組織中分離神經(jīng)，從而預(yù)防復(fù)雜的區(qū)域疼痛綜合征的發(fā)生，使愈后良好[11]。

3 人羊膜在肌腱、骨及軟骨組織修復(fù)中的機制及應(yīng)用進展

人羊膜在修復(fù)過程中主要以支架形式促進各種干細胞在其上增殖，如肌腱損傷修復(fù)方面，其可支持上皮和基質(zhì)部位不同細胞類型的附著和增殖，促進自體/同種異體細胞的轉(zhuǎn)移[12]；調(diào)節(jié)肌腱細胞炎癥反應(yīng)[13]；并通過抑制外源性愈合防止肌腱黏連[14]。在骨及軟骨組織修復(fù)方面，因人羊膜具有良好的生物相容性、免疫原性和穩(wěn)定的特點，所以其在骨折愈合、骨缺損修復(fù)等方面有重要應(yīng)用和作用[12]。據(jù)文獻報道，人羊膜對于由急性或重復(fù)性創(chuàng)傷引起的出血、炎癥和纖維化所致的脂肪墊向纖維軟骨組織的形成或沒有任何病史的原發(fā)性軟骨化生外傷都有治愈性作用[13-14]。

4 人羊膜在腱鞘組織損傷修復(fù)中的機制及研究進展

在腱鞘損傷修復(fù)方面，因人羊膜具有通透性、生物相容性、無免疫原性、無纖維纏繞性等優(yōu)點[15]，促使人羊膜在臨床腱鞘損傷性修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，人羊膜能夠減輕術(shù)后腱鞘修復(fù)組織中由于手術(shù)材料的低通透性和低免疫原性所導(dǎo)致的二次手術(shù)的問題[16]，并且其良好的生物相容性和無纖維纏繞性能防止已損傷的腱鞘組織在愈合過程中出現(xiàn)組織黏合或出現(xiàn)腱鞘纖維纏繞等現(xiàn)象[17]。同時，天然高分子人羊膜具有獨特的膜結(jié)構(gòu)及大量活性成分，因而成為防止傷口黏連的肌腱鞘理想替代生物材料[14]。根據(jù)白江博等[18]的科研結(jié)果表明，在腱鞘修復(fù)的臨床應(yīng)用過程中，人羊膜修復(fù)的腱鞘組織細胞排列整齊，且能有效減少炎性反應(yīng)及水腫現(xiàn)象。因而人羊膜良好的生物相容性、黏附性、抗黏連、纖維包裹少、可降解性和高活力能極大減少在愈合過程中可能出現(xiàn)的組織間黏連現(xiàn)象和不相容現(xiàn)象，加速創(chuàng)面愈合[16]。

5 人羊膜在血管修復(fù)中的機制及應(yīng)用進展

研究表明，人羊膜可生成血管，使得創(chuàng)面的血管形成加速創(chuàng)面愈合，增強愈合能力，使受損血管得以恢復(fù)[19]。此外，利用人羊膜的可塑性可將其制成多層次同心管道，組合人羊膜與平滑肌細胞，將其制作成改造血管組織的可降解性材料，這種方法構(gòu)建的人工血管與人體自身血管，在結(jié)構(gòu)和組成上都有著很高的相似度[15]。此外，人羊膜間充質(zhì)干細胞具有很大的血管生成潛力及良好的生物相容性，可以將其作為血管的替代物，在血管組織修復(fù)中發(fā)揮巨大作用[20-21]。

6 人羊膜在皮膚創(chuàng)面修復(fù)中的機制及應(yīng)用進展

在皮膚損傷中，應(yīng)用人羊膜作為載體，其上架構(gòu)脂肪間質(zhì)干細胞，相比單獨使用其中一種治療，這種接種種植方式促進了皮膚生長愈合，并加強了皮膚修復(fù)所需因子的分泌，進一步加快了皮膚恢復(fù)功能的效率。通過對人羊膜促皮膚修復(fù)機制的研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其穩(wěn)定性和強度可通過與1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺進行交聯(lián)反應(yīng)，并隨著時間增加特性延長[22]。閆國和等[23]將人羊膜負載培養(yǎng)豬角朊細胞構(gòu)建皮膚表皮替代物，發(fā)現(xiàn)人羊膜是角朊細胞在體外培養(yǎng)的良好載體，對角朊細胞有明顯的促增殖作用。同時，該團隊將骨髓間充質(zhì)干細胞接種到人羊膜上形成人羊膜負載骨髓間充質(zhì)干細胞，能夠較好地促進開創(chuàng)復(fù)合傷全厚皮膚缺損創(chuàng)面的組織修復(fù)[24]。而Ilic 等[25]的實驗揭示了人羊膜促進傷口愈合的作用機制，即從人羊膜在傷口愈合的過程來看，其最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部分是細胞外基質(zhì)提供的基底膜的組織結(jié)構(gòu)，這其中不僅包含由周圍細胞產(chǎn)生和組裝的復(fù)雜的大分子網(wǎng)絡(luò)，而且還包含大量的生長因子和其他可溶性分子。這些因素還能刺激上皮細胞的增殖和細胞運動，加強傷口愈合上皮化程度，促進修復(fù)。由此可知，人羊膜能夠?qū)谟檄h(huán)境產(chǎn)生舉足輕重的作用。

7 人羊膜在糖尿病并發(fā)癥組織修復(fù)治療中的應(yīng)用

7.1 人羊膜在糖尿病視網(wǎng)膜病變治療中的應(yīng)用糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥，也是致盲的主要原因[26]。劉亮和王金梁[27]的研究表明，通過人羊膜間充質(zhì)干細胞移植可使視網(wǎng)膜水腫和細胞組織紊亂得到改善，從而使糖尿病眼底病得到有效恢復(fù)。在臨床中通過藥物治療、激光手術(shù)、玻璃體切割對糖尿病眼底病變對視力的影響并沒有得到有效恢復(fù)，而人羊膜對糖尿病眼底病變研究彌補了臨床醫(yī)學(xué)中的此項不足。

7.2 人羊膜在糖尿病足治療中的應(yīng)用 在糖尿病足臨床治療中，Shah[28]的研究顯示，女性糖尿病足患者，其創(chuàng)面經(jīng)沖洗止血后，應(yīng)用非水合人羊膜移植于創(chuàng)面，僅在術(shù)后1 周，就已觀察顯示創(chuàng)面床內(nèi)有健康肉芽組織完全吸收移植物的跡象。同時，亦有證據(jù)顯示傷口面積正在減少。另外，Zelen 等[29]在對生物工程皮膚替代物和人羊膜對比實驗中，也已證明人羊膜能促進慢性糖尿病潰瘍的愈合。研究亦發(fā)現(xiàn)，人羊膜含有的血小板、炎癥細胞和成纖維細胞釋放的生長因子能夠激活血管內(nèi)皮細胞在創(chuàng)面床形成新的毛細血管通道。這些新生成血管與臨時基質(zhì)一起構(gòu)成肉芽組織，這往往標(biāo)志著傷口逐漸愈合。

8 人羊膜聯(lián)合應(yīng)用在組織修復(fù)中的進展

單純使用人羊膜能夠?qū)M織修復(fù)有一定作用，而為了其提高其作用，許多研究均采用人羊膜聯(lián)合其他藥物及治療手段，并取得一定療效。呂彩玲等[30]研究發(fā)現(xiàn)，人羊膜聯(lián)合自體角膜緣移植的治療是醫(yī)治嚴(yán)重眼部灼傷的一種有價值的方法，而配之以相應(yīng)合理的護理措施是提高手術(shù)療效、促進患者康復(fù)的重要環(huán)節(jié)；白敏等[31]聯(lián)合絲裂霉素C 和人羊膜移植治療復(fù)發(fā)性翼狀胬肉取得較好效果；詹球等[32]、朱富軍等[33]研究京尼平交聯(lián)的凍存人羊膜在創(chuàng)口中的作用發(fā)現(xiàn)，兩藥合用具有促進損傷坐骨神經(jīng)修復(fù)和預(yù)防神經(jīng)黏連的作用并有效預(yù)防兔跟腱黏連。由此可知，人羊膜作為基質(zhì)，通過聯(lián)合其他藥物進行治療以促進組織修復(fù)具有廣泛的應(yīng)用前景，需要進一步的研究。

綜上所述，人羊膜對于組織修復(fù)具有重要作用，在傷口修復(fù)和微環(huán)境干預(yù)方面，具有明顯的優(yōu)勢，尤其是結(jié)合其他療法聯(lián)合應(yīng)用能夠為組織工程材料的開發(fā)提供一個新思路，值得進一步研究和探討。