干细胞皮肤枪是由美国纽约生技公司RenovaCare所研发以喷洒病患自体干细胞至伤口治疗烧烫伤的医疗仪器。2016年11月底正式取得美国专利,目前已送交至美国食品药物管理局审核。此治疗法能大幅加快病患复原时间并降低感染机会,若通过FDA将能造福许多烧烫伤病患。
“干细胞皮肤枪”疗程仅需1.5小时,最快4天即可出院
医生会视烫伤面积大小,自病患身上取一小块约0.2mm厚度的健康皮肤,并运用酵素及相关溶液将皮肤干细胞与其他组织大致分离。将干细胞及其溶液放入电动控制的皮肤枪后,直接喷洒至烧烫伤口后即完成治疗。整体疗程时间,包含处理供给皮肤的前置作业,仅需约一个半小时。因为能立即进行治疗,加上电动式喷洒法有效提高干细胞存活率,上皮再生的速度较现今疗法快上许多。美国警察马修勒姆进行疗程后的第四天,上皮细胞已完全再生并可出院。一般而言,如马修的二度灼伤都需要数周才能达到相同的复原程度。
现今疗法感染风险高,大面积烧烫伤不易治疗
皮肤为人体最大器官,表面积约1.5至1.7平方公尺,占体重的16%。当烧灼面积较大时,首要目标即是有效且快速地将伤口与外界隔绝,以避免感染及体液与电解质的流失。感染所造成的败血症致死率高达47%,位居烧烫伤最高死因。
目前最常见治疗二、三级灼伤的方式为裂层植皮以及全层植皮(又称作皮瓣手术)。前者移植自身皮肤上皮层及部分真皮层,将伤口覆盖;后者则移植完整真皮层,连同皮下组织与部分脂肪。两者各有利弊,且分别运用于不同状况:前者移植成功率较高、供皮区能治疗较大烧烫伤面积,但缺点是较不美观,易有疤块增生、关节挛缩及变形;后者虽较美观但失败率较高,常运用于较严重之三级灼伤或须顾及美观的部位,如脸部。不过,两者疗法的共同缺点均为所需治疗时间长。另外,烧烫伤口的水泡易造成植皮失败或变形,所以上皮细胞完全再生往往需要数周的时间。而细菌感染通常发生于烫伤后48至72小时内,若于疗程中处置不当,将提高病患感染风险。
进行裂层植皮时,常常将供给皮肤网状化以覆盖较大伤口面积,不过就算如此,恐怕也无法及时供应烧烫伤总表面积20%以上之病患,导致面临健康皮肤供给不足的问题。供皮区需约两周的时间自行愈合,六周后才能再次供皮。因此,病患往往需要经历多次植皮手术,这使得伤口愈合速度更加减缓,进而大幅提高感染风险以及体液与电解质的流失。
“电动式喷洒法”成提升治疗效率关键
皮肤再生是由许多不同组织与细胞,包括毛囊、滤泡间上皮与皮脂腺共同参与的动态过程。皮肤再生的调控是由皮肤干细胞负责,而其分化成的角质细胞与其他位于基底层的细胞会进行细胞迁移和复制使皮肤再生。皮肤再生始于伤口周围,干细胞皮肤枪的喷洒式疗法与现今皮肤移植之原理相同,旨在将具有再生能力之细胞分布于伤口,加速其中心皮肤再生的速度。
提升治疗效率的关键在于“电动式喷洒法”能减少上述现今疗法的问题。使用裂层植皮法的治疗伤口面积与供给皮肤面积比约为3:1至6:1。若使用喷洒法,其比例可提升至20:1,甚至80:1。换言之,治疗同一面积之烧烫伤口,运用喷洒法所需要的供给皮肤较小。如此一来,较大烧烫伤面积的病患便不会因为健康皮肤供给不足而需要重复经历植皮手术,暴露于感染的高风险中。又皮肤枪为电动式,能将干细胞均匀分布于伤口,减少因起水泡或皮肤变形等使得植皮法易失败的状况发生。加上皮肤枪是以小水滴状喷洒,较不易伤及干细胞而能将其存活率保持在97%以上,有效避免因干细胞活性太低而造成伤口愈合速度减缓的问题。
治疗二级灼伤效果最佳,盼能早日通过FDA审核
干细胞皮肤枪最适合治疗大面积的二度灼伤。一度灼伤因未伤到真皮层,会自行修复,不需用到此昂贵的科技。而三度灼伤的病患已经完全失去真皮层,肌肉甚至骨骼已裸露,干细胞皮肤枪目前还无法治疗此种伤口,仍需要依靠较传统的皮肤移植疗法。
该产品还尚未通过FDA审核,目前各医院还无法使用干细胞皮肤枪,不过RenovaCare生技公司宣布近期进行的临床试验相当成功。2016年《Burns》期刊亦有相关论文发表,说明干细胞皮肤枪用于治疗不同病因之二度灼伤具有相当显著的效果且愈后良好,平均5天左右上皮层即可完全再生。相信干细胞皮肤枪通过FDA审核并能运用于临床治疗之日已不远。
干细胞皮肤枪治疗简易流程:
将供给皮肤区域局部麻醉后,以植皮刀视伤口面积所需大小、厚度约0.2mm之健康皮肤取下。
将皮肤分割成3mm×4mm大小,放入37℃的中性蛋白酶与乳酸林格氏液混合之溶液中25至40分钟,待上表皮层与真皮层分离。
将上表皮层取出,放入37℃之胰蛋白酶溶液中并适度摇晃15分钟后,进行离心以取出角质细包并以乳酸林格氏液清洗。
将真皮层取出,放入37℃之胶原酶中40分钟并间歇性摇晃。进行离心后,取出真皮细胞。
将分离之角质细胞与真皮细胞混合,加入乳酸格林氏液。以针筒吸取溶液并放入皮肤枪喷洒至病患烧烫伤区域。