皮膚伸展術(shù)后生物力學(xué)和組織學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究

周黎安　李　諄等

周黎安李諄郭樹(shù)忠艾玉峰查元坤魯開(kāi)化高嵐

(1解放軍451醫(yī)院整形外科西安7100542.第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院整形外科中心西安710032)

[摘要]目的:觀察皮膚伸展作用后生物力學(xué)特性和組織學(xué)的改變。方法:取4只體重20 kg左右的豬為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,采用自身對(duì)照方式進(jìn)行,對(duì)伸展作用側(cè)及對(duì)照側(cè)皮膚標(biāo)本分別進(jìn)行拉伸斷裂強(qiáng)度、拉伸斷裂伸長(zhǎng)百分率、皮膚本構(gòu)關(guān)系等生物力學(xué)指標(biāo)的測(cè)定及組織學(xué)的檢查。結(jié)果:伸展皮膚的粘彈性下降。組織學(xué)觀察可見(jiàn)伸展后表皮細(xì)胞層次增多,真皮層稍變薄。結(jié)論:皮膚伸展作用后,其生物力學(xué)性質(zhì)及組織學(xué)均有明顯變化。臨床上可采用皮膚伸展術(shù),以縮短療程,提高療效。

[關(guān)鍵詞]皮膚伸展術(shù)生物力學(xué)特性組織學(xué)檢查

[中圖分類(lèi)號(hào)]R622[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1008-6455(2000)09-0244-03

BIOMECHANICAL AND HISTOMORPHOLOGICAL CHANGES IN STRETCHED PIG SKIN

ZHOU Li-anLI ZhunGUO Shu-zhong et al

Depart.Plastic surgery,451 Hospital,(Xian710054)

[Abstract]Objective:The study was designed to observe the biomechanical and histomorphological changes in stretched pig skin.Methods:On 4 pigs.stretched skin was compared with non-stretched control skin from the opposite side of the animal,using a paired t-test.The biomechanical and histomorphological properties were determined in stretched and non-stretched control skin.By using tensometer,the sin was evaluated for stress strain and parameters of strength.Result:The biomechanical properties of the stretched skin were different from the control skin.Histomorphological examination revealed that the epidermis layer increase.There was thinning of dermis,the dermal collagen bundles were thicker than those of controle.Conclusion:We concluded that the biomechanical properties and histomorphological changes were different from that of the unstretched skin.It was shown that the skin stretching technique might be accepted in the practice.

[Key words]Skin stretching techniqueBiomechanical propertyHistomorphological examination

皮膚伸展術(shù)始于1976年,Barrer^[1]等采用了固位橋裝置用于關(guān)閉傷口,它是通過(guò)施加于皮緣的直接外力,線性牽引創(chuàng)面兩側(cè)的皮膚組織,使之產(chǎn)生皮膚增量,達(dá)到關(guān)閉創(chuàng)面的目的,作者對(duì)此已進(jìn)行部分臨床及實(shí)驗(yàn)研究^[2-7],該方法近年來(lái)在國(guó)外受到普遍關(guān)注,認(rèn)為是一種"有把握的關(guān)閉"(Sure-closure)^[4]方法。但也有學(xué)者提醒使用該方法應(yīng)防止用力過(guò)大造成真皮纖維的斷裂等并發(fā)癥^[8]。

因此皮膚伸展術(shù)中的安全性仍是人們關(guān)心的問(wèn)題,真皮決定著皮膚的生物力學(xué)性質(zhì),反之生物力學(xué)的變化也反映真皮的結(jié)構(gòu)特征^[9]。

本研究對(duì)伸展作用后的皮膚及對(duì)側(cè)正常皮膚進(jìn)行了生物力學(xué)特性的對(duì)比測(cè)試并觀察了相應(yīng)的組織形態(tài)學(xué)變化。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選取4只體重20kg左右白色乳豬(第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供),雌雄不限,3%戊巴比妥鈉(美國(guó)Sigma公司)30mg/kg肌注麻醉后,側(cè)胸、腹及背部肥皂水刷洗,剃毛,放置于牽引臺(tái)架上,術(shù)區(qū)皮膚常規(guī)消毒。

1.2皮膚伸展方法在胸背中央畫(huà)7cm×3.5cm標(biāo)準(zhǔn)面積,長(zhǎng)軸為首尾方向,將兩根長(zhǎng)針插入短邊真皮層,兩端露于皮外,U型雙鉤緊貼長(zhǎng)針外緣插入皮膚鉤住對(duì)側(cè)的長(zhǎng)針,連接測(cè)力計(jì)及秤砣盤(pán),并使作用力與皮面保持在同一水平。兩側(cè)同時(shí)往秤砣盤(pán)加載,至短邊接觸,由測(cè)力計(jì)讀出皮膚此時(shí)所承受的應(yīng)力為11.5kg,將長(zhǎng)針用鐵絲固定保持短邊對(duì)合,以達(dá)到對(duì)假設(shè)創(chuàng)面兩側(cè)伸展的目的。

1.3皮膚標(biāo)本的制備

伸展作用5天后,在伸展作用區(qū)及相應(yīng)的正常對(duì)照側(cè),采用自制的切割裝置切取0.6×10cm的皮膚標(biāo)本,中央修成0.3×1cm的雙凹形,切取方向保持一致,剪掉標(biāo)本上的部分皮下組織,共制備8個(gè)皮膚試件。同時(shí)取實(shí)驗(yàn)及對(duì)照側(cè)皮膚,固定包埋后,切片用HE和vanGieson染色,光鏡下觀察。

2結(jié)果

2.1測(cè)試方法與分析

2.1.1生物力學(xué)指標(biāo)的測(cè)試

所有的測(cè)試標(biāo)本均采用Instron1122萬(wàn)能強(qiáng)力機(jī)(英國(guó)產(chǎn)),測(cè)試溫度為15℃,相對(duì)濕度40%,夾距10mm,拉伸速度50mm/min。

2.1.2統(tǒng)計(jì)分析采用配對(duì)t檢驗(yàn),(第四軍醫(yī)大學(xué)統(tǒng)計(jì)教研室完成)。

2.2測(cè)試分析結(jié)果

2.2.1離體豬皮膚的拉伸斷裂強(qiáng)度(g/mm²)

二種皮膚的最大拉伸斷裂強(qiáng)度分別為:對(duì)照組為2508.20±36.60g/mm2實(shí)驗(yàn)組為1974.86±20.22g/mm²表明伸展作用后的皮膚強(qiáng)度下降,下降幅度20.6%,相差非常顯著(t=55.7,P<0.01)。

2.2.2離體豬皮膚拉伸斷裂伸長(zhǎng)百分率

伸展作用后皮膚的拉伸斷裂伸長(zhǎng)百分率為71.7%±2.5%,較對(duì)照組83.5%±2.6%降低。實(shí)驗(yàn)組斷裂伸長(zhǎng)百分率下降幅度為14.3%,相差非常顯著(t=47.0,P<0.01)。

2.2.3離體豬皮膚的本構(gòu)關(guān)系及曲線

典型的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組豬皮膚的本構(gòu)關(guān)系及曲線見(jiàn)附表及圖5?？梢钥闯?在相同的應(yīng)力作用下,對(duì)照組的應(yīng)變能力大于實(shí)驗(yàn)組

附表實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組豬皮膚本構(gòu)關(guān)系(g/mm²)

兩種離體豬皮膚本構(gòu)關(guān)系曲線

2.2.4組織學(xué)檢查

伸展作用后表皮層厚度保持不變或稍增厚,表皮細(xì)胞層次增多,上皮釘突和真皮乳頭嵴變鈍。真皮層稍變薄,內(nèi)含有大量平行且排列緊密的膠原纖維束,纖維束粗大、致密。成纖維細(xì)胞數(shù)量增多且體積增大、胞漿豐富。真皮層血管數(shù)量略有增加,主要在真皮乳頭層。

3討論

伸展作用的皮膚生物力學(xué)特性是否能發(fā)生有意義的改變,從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)皮膚經(jīng)伸展作用后,各項(xiàng)生物力學(xué)指標(biāo)均發(fā)生了變化。皮膚軟組織的拉伸斷裂強(qiáng)度是生物軟組織粘彈性指標(biāo)之一,是通過(guò)將試件加載至斷裂前的瞬間應(yīng)力值來(lái)表示,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,伸展作用后的皮膚粘彈性下降,降幅為20.6%(P<0.01)。另外斷裂伸長(zhǎng)百分率也是臨床所關(guān)心的問(wèn)題,結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組斷裂伸長(zhǎng)百分率下降14.3%,但實(shí)驗(yàn)組的斷裂伸長(zhǎng)百分率71.7%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們?cè)诨铙w所測(cè)的伸長(zhǎng)率9%～20%。由于實(shí)驗(yàn)中皮緣所施加的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出以往研究的安全力值4.5kg及文獻(xiàn)中的安全力值3kg^[8]。

因此在活體正常皮膚很難出現(xiàn)真皮纖維的斷裂,這與伸展力的廣泛均勻分布有關(guān)。因此能充分保證皮緣血運(yùn)良好的伸展力不會(huì)導(dǎo)致纖維斷裂。皮膚軟組織的本構(gòu)關(guān)系更能全面反映皮膚在不同應(yīng)力的作用下組織變形的能力,它也是生物軟組織粘彈性的指標(biāo)之一。同樣的應(yīng)力作用下,變形越大,表明其粘彈性越強(qiáng)。^[10]。

從本構(gòu)曲線的變化趨勢(shì)可以看出,伸展作用后的皮膚在同一應(yīng)力的作用下其變形程度下降,這一指標(biāo)也提示伸展皮膚的粘彈性呈下降的趨勢(shì)。組織學(xué)研究顯示,伸展作用后表皮層厚度不變或稍增厚,表皮細(xì)胞層次增多。在皮膚擴(kuò)張術(shù)的研究中也證實(shí)表皮細(xì)胞層增厚,細(xì)胞有絲分裂活動(dòng)增加,作者認(rèn)為可能是為了恢復(fù)表皮細(xì)胞的密集狀態(tài),抑制有絲分裂^{[9、11、12]}。伸展作用后真皮層稍變薄,內(nèi)含大量平行且排列緊密的膠原纖維束,纖維束粗大、致密,成纖維細(xì)胞數(shù)量增多且體積增大,胞漿豐富。擴(kuò)張術(shù)中真皮厚度也變薄^[13]。雖已證實(shí)成纖維細(xì)胞被激活,但去除擴(kuò)張器后擴(kuò)張皮膚2年后才能逐漸恢復(fù)正常^[9、14],因此無(wú)論是伸展術(shù)還是皮膚軟組織擴(kuò)張術(shù)所致的皮膚增加,主要來(lái)自皮膚的機(jī)械蠕變,而不是生物蠕變。并且伸展皮膚生物力學(xué)性質(zhì)的變化與皮膚快速擴(kuò)張后的改變相似,說(shuō)明兩種方法作用方式雖然不同,卻有著相同的結(jié)果^[15]。皮膚伸展術(shù)一般不行皮下潛行分離,因此不形成皮下創(chuàng)面和纖維包膜,及其中存在的激活的炎性細(xì)胞^[9、11]。伸展作用后的皮膚,其生物力學(xué)特性及組織學(xué)變化的恢復(fù)是否比軟組織擴(kuò)張術(shù)更迅速有待進(jìn)一步研究。

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作者簡(jiǎn)介:周黎安,男,1964年生,1992年第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院畢業(yè)碩士學(xué)位,現(xiàn)為解放軍第451醫(yī)院美容整形外科主治醫(yī)師,兼本刊編輯。

收稿日期2000-01-28

編輯/姜如蓉