皮膚同等性。発祥の歴史と臨床試験の結果

1980年代後半、スタンフォード大学で液体状の牛由来コラーゲンが開発されました。このコラーゲンは体温で柔らかく弾力性のある基質に変化します。この薬剤は、Zyderm Collagen Implantantと呼ばれるインプラント剤として、ヨーロッパの多くの国で登録・承認されました。これが最初のインプラントとなりました。その後、Restylane、Perlane、Pharmarylylゲル、Artecol、Biopolymerゲルなど、輪郭形成のための他の薬剤が登場しました。これらの薬剤は、輪郭形成や加齢に伴う皮膚の変化の矯正だけでなく、治療、より正確には傷跡の凹凸を滑らかにするために使用されるようになりました。これらはすべて、傷跡の底に注入されました。

低形成性瘢痕のより高度な治療法を模索する中で、私たちは人工的に作製した皮膚類似体、「真皮同等物（DE）」というアイデアに至りました。DEも液状コラーゲンを用いています。人工皮膚代替物には様々な選択肢がありましたが、基本的な考え方は、真皮の構造成分から皮膚に似た組織を作製することで、移植時に拒絶反応を起こさず、真皮および表皮自身の成分の増殖に適した基質となるというものでした。真皮の主な構造成分は、細胞成分、線維成分、そして間質成分であることが知られています。線維成分は主にコラーゲンとエラスチン繊維で、間質成分は糖タンパク質、プロテオグリカン、グリコサミノグリカンです。真皮の主要な機能細胞成分は線維芽細胞であり、線維芽細胞の細胞集団は真皮のほぼすべての構造成分の形成源です。そのため、「皮膚代替物」を作成する際に、ほとんどの科学者は線維芽細胞とグリコサミノグリカンを混合したコラーゲン基質を使用します。ケラチノサイトの層を何らかの形で上に塗布することで、完全な層の皮膚を形成し、移植された皮膚同等物の生存能力をより迅速に回復させます。これは、ケラチノサイトが分泌する多数の成長因子によって促進されます。「生きた皮膚同等物」の最初のバージョンの一つは、1983年にE. Bellらによって提案されました。皮膚線維芽細胞をコラーゲン、血漿、増殖培地と混合することでゲルが形成され、その表面でケラチノサイトが増殖しました。これらはすべて1～2週間培養され、その後、真皮同等物は成熟したとみなされ、半透明で弾性のある塊の形で生存可能な組織となりました。著者らは、これを火傷患者の創傷面に移植することで、完全な層の皮膚構造を再現することを提案しました。一部の研究者は、真皮相当物の基盤として、プロテオグリカンで覆われ線維芽細胞を集積したコラーゲンスポンジまたはコラーゲンマトリックスを用い、その上に自己角化細胞を培養しました。その結果、いわゆる三次元皮膚モデルが作製されました。また、創傷面への移植を目的とした角化細胞の培養には、コラーゲン、グリコサミノグリカン、キトサンからなる人工マトリックス、死体皮膚、豚皮膚を基質として使用した研究者もいます。培養開始から7～14日後、真皮と表皮を含む全層移植片が患者または動物の創傷に移植されました。

人工皮膚代替品は、火傷患者の皮膚の修復だけでなく、薬剤の細胞毒性試験や体外での成長因子の研究にも使用されています。

深部低形成性瘢痕に対する外科的皮膚剥離とMPC移植の併用は、我々の見解では効果が不十分であったため、低形成性瘢痕の陥凹部に真皮同等物の類似体を移植することで、皮膚の隆起を平坦化させることを試みることにしました。研究室で得られた液状コラーゲンに線維芽細胞懸濁液を注入し、真皮同等物を作成するための基質として使用しました。真皮同等物とMPCは、この種の活動について認定された専門研究室で作成され、手術当日に氷を入れたガラス瓶に入れてクリニックに届けられました。

術後瘢痕研磨は、皮膚の消毒および2%リドカイン、ノボカイン、またはウルトラカインによる局所麻酔後、標準的な方法で実施しました。研磨により瘢痕表面が滑らかになり、同時に培養細胞または細胞組成物の生着に適した条件が整えられました。その後、線維芽細胞を接種した冷却液状コラーゲンゲルを滅菌スパチュラで低形成性瘢痕の研磨面（瘢痕の深部）に塗布し、体温の影響下で重合させました。

その結果、5～10分後、線維芽細胞を含むコラーゲンは液体状態から濃厚なゲル状態へと重合しました。DEが濃厚になった後、基質上に懸濁液またはMPCを塗布した包帯を上に貼りました。

MPC移植の場合と同様に、多層滅菌ドレッシングが固定されました。瘢痕の表面、ケラチノサイトが存在する創傷被覆層、および研磨の種類に応じて、ドレッシングは7～12日以内に拒絶されました。

外科的皮膚剥離術と、その後に特殊な創傷被覆材上に多層状に培養した「真皮相当物」とケラチノサイト、または懸濁液の形で瘢痕陥凹に移植する低形成性瘢痕の併用治療法は、（陰性）組織の縮小または完全な消失により、美容上許容できる有意に優れた結果をもたらします。真皮相当物は患者自身の組織（真皮）を形成し、瘢痕組織は新たに形成された組織の下に残ります。MPCは正常な厚さと機能活性を備えた表皮を形成し、これにより瘢痕の全体的な外観は数ヶ月で著しく改善される傾向があります。

低形成性瘢痕の治療におけるこの方法は、今日の問題解決において最適な方法と言えるでしょう。しかしながら、線維芽細胞を接種したコラーゲンゲルの形態で使用したDEは、扱いがあまり容易ではありません。低形成性瘢痕の治療に使用するDEは、瘢痕腔内に配置・分散させ、その上にケラチノサイトを塗布できるよう、最初はより厚くする必要があります。したがって、低形成性瘢痕の治療におけるこの方向性はまだ概説されたに過ぎませんが、今後の開発と研究の見通しは非常に明るいと言えます。

治療材料として多層ケラチノサイト層を得るための複雑さと高コストは、細胞組成の代替手段を模索する必要性を高めました。研究者にとって大きな関心事となっているのは線維芽細胞の培養です。線維芽細胞を創傷面に移植すると、多くの点でケラチノサイト移植と類似した効果が得られますが、はるかにシンプルで安価な細胞材料です。私たちの研究では、複数の低形成性瘢痕患者に対し、瘢痕下に線維芽細胞懸濁液をメソセラピー的に注入する治療を行いました。

1mlあたり150万～200万細胞を含む増殖培地中の線維芽細胞懸濁液を、メソセラピー（微小丘疹、浸潤）技術を用いて瘢痕下に導入しました。治療回数は、瘢痕の経過年数、患者の年齢、および欠損の深さに応じて4回から10回でした。治療間隔は7～10日でした。原則として、自己線維芽細胞および同種線維芽細胞懸濁液の導入は、軽度かつ一時的な血管反応を伴います。

臨床研究の結果、移植されたMPCの影響により、外科的皮膚剥離後の皮膚および傷跡における炎症反応の持続期間が短縮され、創傷表面の上皮化が平均3～4日加速されることが明らかになりました。

正栄養性瘢痕および肥厚性瘢痕を扱う場合、最適な治療効果を達成できる可能性があるので、術後のびらんの治癒を促進することが最も重要です。

真皮相当物の移植により、低形成性瘢痕の（－）組織が充填され、瘢痕の隆起が平らになり、周囲の皮膚とともに滑らかになり、その結果、瘢痕の面積が大幅に減少しました。

線維芽細胞懸濁液を低形成性瘢痕に導入すると、皮膚の凹凸が滑らかになり、瘢痕の面積も減少しました。

細胞移植のすべてのケースで後遺症が観察され、数か月かけて傷跡の美観が改善され、真皮のような構造に変化する傾向がありました。

私たちが観察した効果はすべて、移植細胞の生体刺激能の発揮に関連しています。移植細胞中の細胞層数は通常10～30%増加しているように見えます。その結果、単位面積あたりの総細胞ポテンシャルは通常より10～30%高くなっています。さらに、ケラチノサイトおよび線維芽細胞の移植において、若く健康な人からの細胞材料を移植した場合に最良の結果が得られました。ちなみに、この事実は、若く健康なドナーから採取した同種培養物を使用することの利点を物語っています。このような培養物の生体エネルギーおよび情報ポテンシャルは、レシピエント自身の細胞（時にはあまり若くない場合もあります）に伝達され、その結果、レシピエント自身の組織および細胞の「質」が向上します。

したがって、ケラチノサイトと線維芽細胞の培養を使用すると、次のことが可能になります。

• 皮膚剥離後の傷跡の上皮化を促進します。
• 傷跡の表面を周囲の皮膚の表面と同じ高さにするだけでなく、傷跡の上に本格的な表皮を形成することで、傷跡を目立たなくします。
• 移植された細胞のサイトカインが傷跡に作用し、最終的には真皮のような構造に変化する傾向があるため、外科的皮膚研磨の結果が向上します。
• 正栄養性瘢痕、低栄養性瘢痕、肥厚性瘢痕、萎縮性瘢痕および線条を有する患者の治療において、審美的に有意に許容できる結果を得ること。

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