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解慧琪:干细胞和材料结合可用于人体骨骼器官修复

2018年07月27日 19:05   来源:经济日报-中国经济网   

    7月27日,2018生物科技与转化医学国际高峰论坛在京举办。图为华西医科大学博士解慧琪作主题演讲,题目为《组织工程与再生修复》。 经济日报-中国经济网记者张相成/摄

  经济日报-中国经济网北京7月27日讯  由中国产学研合作促进会主办,赛尔集团等承办的“2018生物科技与转化医学国际高峰论坛”今日在京举办。

  华西医科大学博士解慧琪在主题演讲中介绍了组织工程与再生修复。据介绍,组织工程和干细胞共同构成了再生医学前沿修复手段,它由三个主要要素组成;细胞、细胞外基质材料、细胞和材料之间相互作用,三个要素共同组成组织工程在人体组织再生修复中间共同的作用。通过多种检测证实,组织工程骨能够有效促进骨的愈合达到骨再生修复并且重建的作用。此外,干细胞和材料的结合也可用在心肌修复、食管修复、尿道、膀胱修复等等方面。

  以下为演讲全文:

  大家下午好!

  大家可能觉得有一点累了,但是我们都有疲惫感,因为今天听了很多精彩的演讲,我是最后一位,为了能够给大家更多的信息,我想我用中文尽可能简洁去演讲,我是来自于华西医院,来自于中国一个非常出名的大学。

  大家知道组织工程是再生医学重要手段,它是一个新兴交叉学科,和干细胞共同构成了我们再生医学前沿修复手段,它由三个主要要素组成;细胞、细胞外基质材料、细胞和材料之间相互作用,三个要素共同组成组织工程在人体组织再生修复中间共同的作用。

  我们实验室是一个老的实验,成立于1988年,主要做的工作包括以下几个方面;

  一是基于组织工程细胞外基质材料研究和复合基质材料,用于组织修复引导和有道再生进。

  二是成体间充质干细胞,根据不同的组织再生的特点,曾经做过多种不同来源间充质干细胞,包括骨髓来源、肌腱、脂肪、胎盘来源干细胞,以及尿源性干细胞。

  三是用组织工程干细胞手段用于结构性组织再生修复,包括骨、肌腱、软骨、皮肤等等,为什么叫结构性组织修复呢?它在体内承担支撑和结构的作用。

  最近在做一些可能会影响人类生命健康器官再生修复。这方面主要做心肌、膀胱、食管、尿道、子宫等。

  这是实验室用的比较多天然ECM材料,这一类的材料是来自于人体或者动物体,经过了脱细胞的技术保留了材料天然三维结构和部分力学性能,保留一定活性诱导组织再生的成分,进行了脱细胞处理可以最大限度把它的免疫元性去掉,可以诱导组织再生,达到组织修复重建的目的,这是骨修复材料、机件修复材料,以及用于器官替代一类生物膜片的材料。

  针对这一类材料做了相关很多从材料置备到生物学研究,包括每一步置备过程,对于细胞、免疫元性的影响,包括超微结构,各种组织组分成分的改变。

  我们实验室经过多年研究积累,从基础研究、体外实验、体内实验,从小的动物从老鼠、大动物接近人灵长类动物,做了一系列动物体内实验,进行有效性验证与评价。这做的是组织工程骨,在猴子的上肢做了一个骨缺损,不能自己愈合骨缺损的模型,用我们的支架材料和干细胞进行复合,构建了组织工程骨植入到体内修复骨缺损,通过多种检测证实组织工程骨能够有效促进骨的愈合达到骨再生修复并且重建的作用,这是组织工程机件用于修复猴屈指肌腱缺损,在国际上叫无人区,现在在临床上修复非常困难,因为即使能够长好也会出现粘连的问题,带有活细胞组织肌腱的修复,并且没有组织的粘连。

  其实,整个讲的过程,包括前期做了20年的基础工作,对于转化来说只是最前面一步,实际上那个时候我们还在这里有一个很长的国家要走,在2005年前后跟企业合作建立了从质量标准体系建立到安全性评价形式检验到临床实验包括报批最后获得产品注册证、上市的过程。

  目前已经有4个产品,分别是骨、肌腱生物羊膜、疝补片产品获得了资格证已经上市,还有尿道修复、角膜处在临床实验和检测的阶段。生物应用材料和组织工程的材料审批是跟药品是两条线,这个属于三类医疗器械,相当于药品一类新药在国家局审批的要求非常严格。这是第一个产品注册证,用于骨修复的材料,这个材料自批准上市以来,已经有30万病人获益,有30个省市遍布600多家医院,并且修复材料可以做成很多种的规格,可以做成骨粉、骨块、骨条包括脊柱溶合器等等。

  这是一个6岁小孩桡骨骨肿瘤,这个肿瘤把它病变地方去除以后会形成很大的骨缺损,如果没有新的办法的话,临床上取病人自己的骨头修复,小孩没有那么多可以取的骨头需要取他父母的骨头,在临床上是非常棘手的难题,用组织工程骨修复以后,这个材料不仅能够很好加了干细胞,不仅能够很好修复骨,而且随着儿童生长发育重塑,长长变粗,像自己的骨头一样。

  这个病人是胸壁巨大的肿瘤,这肿瘤不仅是软组织肿瘤,五根肋骨受到侵犯,每一根长20公分是非常巨大的骨缺损,把肿瘤切除掉之后,需要重建修复缺损,重建功能,我们用他自体间充质干细胞结合生物修复材料重建胸廓,病人获得了非常好的效果,每年进行随访,这个病人随访17年,每年进行随访通过CT可以看到它有非常好的再生,并且再一个很偶然的机会我们得到了他少量组织标本,我们可以证实他的骨修复完美达到他自体骨骼的效果。

  这是我们第二个产品证书来自于妇女生产孩子以后胎盘羊膜,进行脱细胞以后,可以用在比如说像糖尿病足溃疡,糖尿病发病率非常高,并发症发生率非常高,像这种组亏样非常难治疗,这个病人这双脚烂了6年,想尽了任何办法没有办法修复,用脱细胞羊膜进行修复,连续随访了两年这个患者修复非常好,并且没有产生影响他功能的斑痕。

  这个是我母亲的手,她在家里面做饭的时候不小心把手切除了很大一块损伤,并且指甲也有损伤,骨头都看得到,肌腱也破了,到了医院以后,医生要求她住院从腿上取一块皮肤植皮,否则的话将来指头弯曲,但是我的母亲不愿意从自己身上取皮肤修复,她说你们不是研制了膜能不能给我们用一下,我们当时没有拿到注册证,我算是非法行医换了药给她贴上,贴上以后,这是一个星期创面达到很好的愈合,现在你看她的手看不到任何痕迹,这是让我很骄傲的事情。

  这是我们正在进行临床把脱细胞生物羊膜用在角膜溃疡上,这个病人是3000度铁水由于生产防护不当溅到眼睛里面烧伤了,这个病人唯一等待就是失明,唯一的方法等待角膜移植,角膜移植供体非常难活的,这个病人角膜得到恢复了,视力得到了恢复,避免了失明的危险。

  第三个产品是肌腱修复材料,研制了20多年,拿到产品注册证的材料,这是国内唯一一个上市的肌腱修复的产品。

  第四个是生物疝补片产品,由于腹股沟致疝和斜疝的修复,需要力学强度和再生修复的能力。

  回到今天的主题,在干细胞方面的研究更想讲的是干细胞可以和再生修复材料能有一个很好的结合,当然干细胞我刚才讲过根据不同组织的修复特点,研究了不同来源间充质干细胞,2004年骨髓间充质干细胞有多个批次,送到国家药监局按照生物制品的要求进行了全部检测拿到检测报告,所有检测结果符合要求,2004年国家没有相关政策法规和指南,我们很尴尬拿报告并没有办法往后推进。

  我给大家介绍一下实验室最近在研究,我个人认为是一个非常有前景自体干细胞来源,尿液来源干细胞,这个研究是2008年第一次在杂志上报道的,我们实验室最近关注到研究开始进行尿源性干细胞的研究,我们每个人只要每天正常吃饭、喝水就可以产生1500毫升到2000毫升的尿液,来源非常丰富,而且取材是无创的,也是没有伦理学的问题,是非常好来源自体来源间充质干细胞。它具有干细胞很明确一些多样分化能力得到很明确的验证,我们在研究中发现,分离尿源性干细胞有两个不同亚群,在同一个视野下有(长所性),有低遮光线的细胞,还有米粒状高遮光线的细胞,这两类干细胞大小和分化能力略有不同,比如说SSUSC在成骨分化和(成质)分化方面由于RSUSC,并且对这两类干细胞其他生物学特性对比研究发现,这两类干细胞不同,SSUSC有更强迁移能力和更快增值的能力。

  这两类干细胞这是它的表面Marker表达非常类似,唯一有显著性差异CD133略有不同,他们都表达干性基因,随着传代次数延长干性保持很好。

  对于干细胞的来源进行了分析,USC来自于肾脏,研究证实是来源于肾脏,两种亚群来源有所不同,SSUSC来源于肾脏间充质,RSUSC来自于肾小球管,而且在远端的位置,下一步进行谱系分析研究。

  尿源干用在临床上有一些瓶颈需要克服,从获取传代这个时间比较长,大概需要14天左右,需要寻找一些更能够让它快速扩充的办法,我们研制了一个能够很好促进细胞扩增,可以有效促进干细胞黏附和增值。并且研究了干细胞,它促进干细胞黏附增值可能的基质,促进整合受体,并且PUSIS和USCS可以注射,注射到体内有助于血管再生,保持一定的外形,还研究发现低氧可以促进USC再生,用于皮肤再生修复可以发现早期促进皮肤再生,在14天的时候可以看到明显再生。

  并且我们找到了它参与血管形成上臂化的证据,这是胶原类型修复接近正常皮肤,USC不仅用在皮肤缺损,还可以用在美容、子宫修复、关节软骨、旁观这几个方面在进行相关的研究。

  干细胞和材料的结合之前也研究过用在心肌修复、食管修复、尿道、膀胱修复等等方面,时间关系暂时跟大家分享到这里,非常希望和大家进行交流和合作,谢谢!

  

(责任编辑:刘潇潇)

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解慧琪:干细胞和材料结合可用于人体骨骼器官修复

2018-07-27 19:05 来源:经济日报-中国经济网
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