细胞薄膜的临床应用及临床前研究
近年来，细胞治疗逐渐引起广大科研工作者以及临床医师们的广泛关注，并逐步应用于临床。然而细胞疗法目前要的方法是使用细胞悬液输注的方式，在临床应用上存在一些困难与局限，如静脉输注存在血栓风险、靶向性难以控制、部分组织器官给药困难等。为弥补细胞悬液注射在临床上目前现存的短板，一些新型的细胞制剂形式相继问世，其中较为具有代表性的是细胞薄膜技术（Cell sheet technology）。细胞薄膜技术指通过一定的制备工艺得到的保留了细胞间连接以及细胞外基质的单层细胞膜。细胞薄膜具有较好的贴附能力的同时具有较高的细胞活性，并且因其薄膜状结构使其易于操作，在临床上针对某些疾病，如肌腱再生、骨关节炎治疗、皮肤损伤等方面均具有极大优势。
1. 细胞薄膜治疗骨关节炎
骨关节炎是一类高发性疾病，无论是肥胖带来的体重负担过重、运动造成的损伤或者是疾病都会造成关节损伤。目前临床上通常采用保守的治疗方式，如：使用矫正支架、特殊鞋垫减轻关节负担；针灸、冷敷或者服用镇痛消炎药来减轻身体痛苦；进行手术，将受损半月板替换成人工半月板等。但这些都不是真正治愈疾病的方式。
通过体外培养患者自体软骨细胞，在和滑膜细胞共培养的条件下，将软骨细胞制成细胞薄膜，并且叠加了三层，并且与常规的外科手术相结合。先通过手术移除了关节处不健康的组织，再将软骨细胞薄膜放置于患者的膝关节软骨受损处。
术后对患者进行了MRI（核磁共振）、关节镜检查、组织染色观察以及膝关节评分等多项检查评估，结果显示：患者关节处受损的软骨组织已经全部得到恢复，并且关节功能恢复良好，生活质量得到极大提高。
2. 细胞薄膜重建眼角膜
眼外伤或者眼部疾病可能会导致角膜混浊，目前临床上的角膜移植所用的供体角膜来自于他人捐献，数量较少，难以满足临床需求。干细胞治疗中，自体眼角膜干细胞移植被认为是最好的解决方式。然而，通常患者都是双眼患病，不具备单眼采集角膜干细胞的条件。
通过采取患者自体口腔粘膜上皮组织，并将其在体外培养成细胞薄膜，再联合外科手术，对患者浑浊病变的眼角膜进行替换。
在术后对患者随访的15个月内，患者眼角膜的透明性维持良好，上皮无任何缺陷，视力恢复正常，未观察到任何并发症。
3. 细胞薄膜预防食道癌术后食道狭窄
对于进行了食道表面肿瘤切除后的患者来说，容易出现高发的术后并发症——食道狭窄。患者手术完毕后需要多次用球囊对食道进行扩张，防止出现术后食道狭窄的现象。这个过程非常痛苦，严重影响了患者的生活质量。
通过体外培养患者自体口腔粘膜上皮，将其制备成细薄膜，在手术完毕后移植到食道肿瘤切除后的的溃疡表面。此种疗法有效促进食道再上皮化，预防术后狭窄，提高患者生活质量。
4. 细胞薄膜修复牙槽骨缺损
慢性牙周炎在我国是一项高发疾病。牙周炎患者面临的最主要的问题就是，牙槽骨水平降低，牙根暴漏，以至于牙齿松动，无法维持正常的咀嚼功能。即使是选择种植牙，牙槽骨水平很低也是不满足手术条件的。现在的牙科针对牙槽骨补充的治疗手段是通过植入骨粉。然而，骨粉毕竟是异源性物质，有些患者会出现植骨后吸收、失败等现象。
而使用自体牙周组织细胞，制成细胞薄膜，放入到牙槽骨降低的部位，可以实现牙周组织再生，使牙槽骨恢复到正常水平高度。
5. 细胞薄膜治疗慢性心力衰竭
心血管疾病是高死亡率的一项疾病。缺血性损伤和慢性心肌病导致心脏收缩组织的永久性丧失，最终导致心力衰竭和死亡。干细胞治疗作为一种有前景的疗法，研究人员正在努力确定合适的供体细胞种类，以改善患病后的心脏功能。
科研人员使用肌肉来源的干细胞，将其制备成细胞薄膜后，移植到大鼠心脏的缺血区域，同时他们也做了细胞注射液的对照组。实验发现，细胞薄膜能够实现长期在患处停留，避免了细胞注射引发心律失常、免疫反应等不良后反应，提高了细胞存活率和在受损部位的定植率，恢复缺血性心脏的供血功能。
6. 细胞薄膜治疗Ⅰ型糖尿病
Ⅰ型糖尿病发病机理尚不明确，通常在儿童期或者青春期出现，目前没有治愈的方式，患者只能通过终生注射胰岛素来维持血糖水平，结合饮食控制，并且积极预防并发症。
通过体外培养脂肪来源的间充质干细胞，与胰岛细胞共培养，然后将胰岛和间充质干细胞的制备成复合薄膜，移植到糖尿病模型的大鼠身上。实验结果发现，复合薄膜移植的实验组比单纯移植胰岛细胞的对照组，胰岛的移植成活率更高，能恢复机体产生胰岛素的功效，从而治愈糖尿病。
7. 细胞薄膜修复肾纤维化
微血管损伤时肾纤维化进展的重要原因。传统的细胞疗法通过血管保护性细胞因子来移植肾脏损伤，但由于细胞保留率低，效果有限。
通过体外培养的骨髓间充质干细胞，将其制成细胞薄膜后，移植到大鼠肾脏表面的缺血区域。我们发现相较于静脉注射细胞悬液，细胞薄膜组的细胞成活率更高。并且移植细胞没有发生迁移。细胞分泌的肝细胞生长因子（HGF）和血管内皮生长因子（VEGF）等活性因子，有效防止了肾脏纤维化的发生。
8. 细胞薄膜修复受损子宫内膜组织
轻度子宫内膜受损可自行修复，然而重度子宫内膜受损往往会引起宫腔粘连，是导致女性不孕不育的首要因素。传统的药物疗法、饮食调节等方式疗效有限，对于重度受损患者往往作用甚微。
体外培养子宫内膜细胞与子宫上皮细胞，将二者制备成复合薄膜后，转移到大鼠子宫内膜受损模型的受损部位，并手术缝合。实验结果显示，接受了细胞薄膜治疗的大鼠，大鼠的子宫功能得到恢复，成功构建了妊娠模型。
9. 细胞薄膜修复脊髓损伤
中枢神经系统损伤会引发一系列严重后遗症，然而由于中枢神经细胞不可再生，目前仍没有能够完全治愈的治疗手段。
间充质干细胞可以通过分泌细胞因子、免疫因子、免疫调节蛋白和外泌体等多种旁分泌因子来诱导神经干细胞分化为神经元细胞，从而实现脊髓功能的恢复。
体外培养骨髓间充质干细胞，并制备成细胞薄膜，移植到大鼠脊髓损伤处。实验结果发现，间充质干细胞分泌的外泌体能够促进神经细胞的分化。在对大鼠后肢的BBB评分结果可以看到，接受了细胞薄膜治疗的实验组，大鼠的后肢运动能力明显得到恢复。
10. 细胞薄膜修复脊髓损伤
糖尿病足和大面积烧伤都属于临床上常见的难治性创面，它们的愈合涉及一系列极为复杂的生化反应，痊愈困难。随着医学生物学的发展，间充质干细胞在治疗难治性创面显现出良好的发展前景。
使用人类脂肪来源的间充质干细胞薄膜，敷于大鼠皮肤创口表面。实验结果显示，间充质干细胞薄膜分泌的胞外囊泡中的miR-10b，通过调节PEA15来促进CDK6的表达，从而促进细胞增殖抑制凋亡，加速皮肤创面愈合。
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