燒傷創(chuàng)面皮膚移植物的研究進(jìn)展

楊雷鈞，樊軍，李小兵（天津市第一中心醫(yī)院整形與燒傷外科，天津 300192）

皮膚覆蓋著人體表面，作為天然屏障，保護(hù)著全身各種器官和組織，還具有調(diào)節(jié)體溫、參與物質(zhì)代謝、免疫反應(yīng)等作用。大量的文獻(xiàn)與臨床研究證實(shí)，大面積燒傷患者皮膚缺損會(huì)引起機(jī)體許多并發(fā)癥，例如休克、嚴(yán)重的水電解質(zhì)紊亂、內(nèi)臟并發(fā)癥、燒傷感染、多臟器功能障礙等，而解決這個(gè)問題的關(guān)鍵是行皮膚移植封閉創(chuàng)面［1-2］。本文就近年來有關(guān)燒傷創(chuàng)面皮膚移植物的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述。

1 生物敷料

1.1 自體皮：迄今為止較為合適的燒傷創(chuàng)面覆蓋物是自體皮，其不但具有良好的粘附性，同時(shí)無免疫原性與免疫排斥反應(yīng)。當(dāng)皮膚缺損超過總體表面積的30%以上，常因自體皮源不足，使得自體皮膚移植在應(yīng)用上受到嚴(yán)重限制，往往需要其他皮膚代用品作為臨時(shí)替代。

1.2 同種異體皮：隨著醫(yī)學(xué)發(fā)展，出現(xiàn)了許多皮膚替代物，如人工真皮、自體細(xì)胞膜片、復(fù)合皮等為自體皮源不足封閉創(chuàng)面的治療提供了新的手段，但這些方法成本較高，且臨床應(yīng)用存在的問題還很多。按治療大面積燒傷的經(jīng)驗(yàn)來看，使用有活力的同種異體皮封閉創(chuàng)面仍然是最佳的選擇。

1.2.1 背景：早在1872年，Reverdin 使用同種異體皮進(jìn)行覆蓋創(chuàng)面的嘗試。此后，Brown等［3-4］報(bào)道了異體皮的臨床應(yīng)用，從而推動(dòng)了異體皮的使用。1963年“大張異體皮開窗嵌入自體皮”首次在大面積燒傷患者救治中應(yīng)用［5］，成功搶救了大量重癥燒傷患者，被國(guó)際上譽(yù)為“中國(guó)法”。1985年積水潭醫(yī)院在大面積燒傷患者救治中使用同種異體皮的微粒皮膚移植術(shù)，應(yīng)用于大面積深度燒傷創(chuàng)面的修復(fù)取得良好的效果［6］，成為我國(guó)普遍采用的大面積切痂后植皮方法，大大促進(jìn)了我國(guó)大面積燒傷救治水平的提高。

1.2.2 同種異體皮的采集：皮膚的來源主要是尸體，選擇不是因腫瘤、嚴(yán)重病毒細(xì)菌感染或嚴(yán)重皮膚病引起死亡的尸體。取皮時(shí)間距離死亡時(shí)間，應(yīng)在室溫6 h以內(nèi)，置于冰箱內(nèi)不超過24 h。皮膚切取消毒后用取皮鼓修去皮下脂肪和部分真皮，皮片厚度在0.3～0.4 mm為宜［7］。關(guān)于皮膚消毒，朱兆明等［8］在對(duì)尸體皮的儲(chǔ)存處理過程進(jìn)行了細(xì)菌調(diào)查和活力對(duì)比，發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)刷洗程度，延長(zhǎng)刷洗時(shí)間（至10 min），并且以碘伏（0.03%）取代苯扎溴銨作為消毒劑可有效降低皮片的帶菌率和帶菌數(shù)量，而皮片的活力不受影響。

1.2.3 儲(chǔ)存方法：早在1972年三○一醫(yī)院首先成功建立了能應(yīng)用于臨床的皮庫用于皮膚儲(chǔ)存?，F(xiàn)常用的貯存方法有以下。

1.2.3.1 4℃（普通冰箱）儲(chǔ)存：儲(chǔ)存溫度約4℃，用生理鹽水儲(chǔ)存最好在3 d內(nèi)用完，有研究表明3 d后活性下降至儲(chǔ)存前的60%～70%，有普通冰箱的單位均可采用。用最優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)液，儲(chǔ)存的有效時(shí)間也不能超過14 d［9］。

1.2.3.2 -20～-18℃（普通冰箱冷凍室）儲(chǔ)存：將皮膚浸于抗凍劑內(nèi)，先在4℃浸泡30 min，再放入-20℃內(nèi)，一般在60 d內(nèi)用完，最好是14 d［8］。

1.2.3.3 -80～-60℃ （深低溫冰箱）儲(chǔ)存：在儲(chǔ)存溫度-80～-60℃環(huán)境中，保存時(shí)間不超過一年。

1.2.3.4 -196℃ （液氮罐）儲(chǔ)存：儲(chǔ)存溫度約-196℃，由于在-196℃環(huán)境下，代謝近乎于零，理論上可無限期保存皮片。儲(chǔ)存時(shí)有慢凍法，是現(xiàn)將溫度下降至-80～-60℃，維持12 h后放入液氮內(nèi)，還有速凍（玻璃化）法，是選擇適當(dāng)抗凍劑浸泡30 min后迅速放入液氮內(nèi)儲(chǔ)存。玻璃化法是以極快的速度降溫冷卻，由于速度非?？?，水分沒有足夠的時(shí)間形成冰晶即進(jìn)入均勻的玻璃化狀態(tài)。并可通過應(yīng)用高濃度的低溫保護(hù)劑迅速提高細(xì)胞內(nèi)外液的黏度，使保存系統(tǒng)在相對(duì)較低的降溫速率下達(dá)到玻璃化，從而使整個(gè)保存系統(tǒng)不形成冰晶或形成少量的冰晶而形成均勻的玻璃狀態(tài)，因此減輕細(xì)胞內(nèi)外冰晶對(duì)細(xì)胞的損傷。玻璃化儲(chǔ)皮法可以永久保存皮膚，皮膚的活力維持在新鮮皮膚的70%左右，較以往慢凍儲(chǔ)皮法活力平均提高了近20%［10-11］。

1.2.4 皮膚低溫儲(chǔ)存后抗原性的變化：研究表明，低溫可以使細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)上的抗原決定簇發(fā)生變化，使皮膚內(nèi)朗格漢斯細(xì)胞數(shù)下降，形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使皮膚的抗原性降低，保存溫度越低，抗原性越弱，移植后存活時(shí)間越長(zhǎng)［12-13］。

1.2.5 儲(chǔ)存皮膚的復(fù)溫：皮片從低溫容器中取出后，需要復(fù)溫到0℃以上皮膚完全軟化后才能使用。而在解凍過程中，細(xì)胞內(nèi)外壓力有較劇烈的變化，尤其當(dāng)溫度升高到-30℃～0℃的范圍時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外的冰晶有溶化后再結(jié)晶的反復(fù)過程，又可引起對(duì)細(xì)胞的損傷。所以復(fù)溫的速率越快越好，以縮短皮片在此階段的停留時(shí)間。Berggren等［14］報(bào)道當(dāng)儲(chǔ)存溫度低于-120℃以下時(shí)，儲(chǔ)存細(xì)胞內(nèi)的水分就不再形成冰晶，高于此溫度，則會(huì)再度出現(xiàn)冰晶，并對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生擠壓作用。Leden等［15］報(bào)道，用速凍法儲(chǔ)存的組織應(yīng)置于37℃～45℃水浴內(nèi)復(fù)溫，復(fù)溫速率尤其要快，否則會(huì)再次形成冰晶對(duì)組織產(chǎn)生損害。朱兆明等［16］認(rèn)為45℃水溫復(fù)溫可以使皮片維持較高活力，并設(shè)計(jì)了專用的恒溫水浴。目前認(rèn)為，低溫儲(chǔ)皮的最有效方法就是速凍玻璃化儲(chǔ)存加快速復(fù)溫。

1.2.6 同種異體皮的生物學(xué)作用：高俊明等［17］研究報(bào)到異體皮覆蓋創(chuàng)面后局部感染明顯減少。劉艷山等［18］在異體皮作為燒傷創(chuàng)面皮膚覆蓋物的研究中發(fā)現(xiàn)異體皮可以為燒傷創(chuàng)面提供了一個(gè)較好的皮膚屏障功能，防止水蛋白質(zhì)的丟失，避免燒傷創(chuàng)面基底的干燥、過濕，阻止創(chuàng)面進(jìn)一步的加深與壞死組織形成，提高了局部的抗感染能力。近年來有研究表明，異體皮覆蓋燒傷創(chuàng)面后可以分泌TNF、VEGF等細(xì)胞生長(zhǎng)因子，同時(shí)異體皮可分泌纖維結(jié)合蛋白、黏連蛋白與彈力蛋白，這些細(xì)胞因子與蛋白在燒傷創(chuàng)面中具有調(diào)節(jié)創(chuàng)面愈合的作用［19］。大面積燒傷的患者，由于免疫功能相對(duì)低下，異體皮排斥反應(yīng)的發(fā)生相對(duì)較晚，保護(hù)創(chuàng)面有利于自體皮的生長(zhǎng)爬行，同時(shí)為供皮區(qū)的的生長(zhǎng)爭(zhēng)得了寶貴時(shí)間，使供皮區(qū)可多次應(yīng)用，相當(dāng)于增加了自體皮源的供應(yīng)。

1.3 異種皮

1.3.1 豬皮：豬與人有較高的同源性，豬皮來源廣泛、價(jià)格低廉，其在燒傷創(chuàng)面的臨時(shí)應(yīng)用極為廣泛，主要表現(xiàn)在其膠原蛋白的結(jié)構(gòu)、含量等生物學(xué)方面均與人體皮膚作用的高度一致性，促進(jìn)生態(tài)組織的恢復(fù)，減輕患者的疼痛，加速皮膚附著的形成［20-21］。

近年來大量的臨床研究證實(shí)，豬皮制成的脫細(xì)胞真皮基質(zhì)移植后，患者無法在其內(nèi)建立血液循環(huán)，該類型敷料的缺點(diǎn)是：① 不包含表皮，不具備完整的皮膚結(jié)構(gòu)，貼敷于創(chuàng)面后一側(cè)真皮基質(zhì)直接暴露在空氣中，易干燥脫水，去除時(shí)困難。② 在脫細(xì)胞及滅菌消毒過程中，失去細(xì)胞活性，無細(xì)胞成分，細(xì)胞不能分泌生長(zhǎng)因子等改善創(chuàng)面修復(fù)的微環(huán)境。臨床中采用豬皮加工制成的脫細(xì)胞真皮基質(zhì)抗感染能力弱，較多用于早期新鮮二度燒傷創(chuàng)面，在燒傷后期的肉芽創(chuàng)面或有壞死組織存在的殘余創(chuàng)面則很少應(yīng)用，容易引起皮下積液積濃，引起感染。

1.3.2 青蛙皮：青蛙是一種兩犧動(dòng)物，青蛙皮取材、制備均較容易，青蛙皮獲取較為容易，成本要比豬皮便宜許多。青蛙皮具有細(xì)嫩、細(xì)胞鮮活、更容易促進(jìn)創(chuàng)面殘留上皮細(xì)胞和皮膚附件細(xì)胞的增殖生長(zhǎng),生物學(xué)研究表明，活體蛙動(dòng)手術(shù)在未進(jìn)行任何消毒的情況下，青蛙的內(nèi)臟、皮膚均不容易發(fā)生感染，提示青蛙皮有較強(qiáng)的抗感染物質(zhì)。青蛙皮是一種活性物質(zhì)，本身具有抗細(xì)菌和促進(jìn)結(jié)痂的作用，其與大蒜等作基料合成的敷料，可用于燒傷創(chuàng)面，但必須低溫保存［22］。與豬皮相比，青蛙皮覆蓋深度燒傷創(chuàng)面，可以減少深度創(chuàng)面愈合天數(shù)，減少創(chuàng)面感染發(fā)生率，增加細(xì)菌轉(zhuǎn)陰比率，最主要的是排斥反應(yīng)小。

1.3.3 羊膜：羊膜富含大量的纖維蛋白原，外層由少量的疏松結(jié)締組織構(gòu)成，內(nèi)層主要包含上皮細(xì)胞組織，表面光滑，含由大量的膠原、糖蛋白、透明附著蛋白、蛋白多糖成分，有利于細(xì)胞的快速增長(zhǎng)與繁殖［23-24］。羊膜具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 有研究發(fā)現(xiàn)，羊膜的基底膜內(nèi)包含有Ⅳ型膠原，Ⅳ型膠原具有延長(zhǎng)接種其上的上皮細(xì)胞生長(zhǎng)壽命，并保持其表型［25］，因此可以促進(jìn)上皮細(xì)胞的較快生長(zhǎng)，進(jìn)一步促進(jìn)燒傷創(chuàng)面的愈合；② 羊膜孔隙數(shù)小于細(xì)菌的孔隙數(shù)，因此大多數(shù)細(xì)菌不易通過，羊膜覆蓋燒傷創(chuàng)面后，減少創(chuàng)面局部水分蒸發(fā)，同時(shí)羊膜與創(chuàng)面黏附緊密，進(jìn)一步減少了創(chuàng)面感染的因素；③ 既往大量文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)，羊膜的排斥反應(yīng)較小，未見文獻(xiàn)報(bào)道因急性免疫排斥反應(yīng)而致羊膜脫落；④ 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞是瘢痕形成的重要因素之一［26］，然而羊膜中富含抑制二者的重要因素，因此羊膜可減輕創(chuàng)面瘢痕的形成，羊膜因?yàn)樯飳W(xué)特性決定質(zhì)脆，用在活動(dòng)部位創(chuàng)面易破損、不耐壓，當(dāng)創(chuàng)面滲出液增多時(shí)易發(fā)生溶解，防止水分蒸發(fā)的性能差；⑤ 羊膜具有來源廣泛的特點(diǎn)，同時(shí)制作成創(chuàng)面覆蓋物時(shí)工藝簡(jiǎn)單。

1.4 組織工程復(fù)合皮膚（tissue engineering compositeskin，TECS）：TECS主要是將培養(yǎng)的角質(zhì)形成細(xì)胞膜片和不同的真皮基質(zhì)在體外或體內(nèi)構(gòu)建成為具備全層結(jié)構(gòu)的皮膚，以達(dá)到修復(fù)創(chuàng)面、減少攣縮和瘢痕增生，改善修復(fù)后外觀和提高生理功能的目的［2，27］。目前大多是將異體成纖維細(xì)胞接種于牛Ⅰ型膠原中并覆蓋異體KC膜片，但由于排斥反應(yīng)，只能作為暫時(shí)皮膚替代物。近年來研究發(fā)現(xiàn)，其設(shè)計(jì)以膠原海綿為基質(zhì)模擬真皮支架，接種自體KC和Fb，也可以獲得良好的效果，Permaderm目前仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段［28-29］。臨床應(yīng)用TECS移植修復(fù)各種創(chuàng)面通常采用兩步法，首先將真皮支架移植于創(chuàng)面，3周左右待完全血管化，后再移植自體刃厚皮片或KC膜片，通過上述操作可以提高移植成功率。

2 生物合成材料

近年來隨著材料科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展，高分子生物可降解材料逐漸被應(yīng)用于TECS的構(gòu)建，以聚羥基乙酸等為代表，擬人體真皮構(gòu)建的三維支架，可以引導(dǎo)修復(fù)細(xì)胞增殖、遷移，同時(shí)隨著材料的緩慢降解，逐步被自身修復(fù)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)取代而完成創(chuàng)面的修復(fù)［2］。人體細(xì)胞與合成支架材料的相互作用不同于自然情況下體內(nèi)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)間的作用，支架材料的成分、孔隙率及大小、降解速率和降解產(chǎn)物等直接影響細(xì)胞的黏附、增殖、遷移和分化。由于這些材料多是疏水性，無法提供修復(fù)細(xì)胞的黏附位點(diǎn)，影響了真皮的修復(fù)和重構(gòu)。因此，一些生物蛋白分子例如整合素結(jié)合受體RGD 水凝膠等被整合入支架材料內(nèi)，用以增加細(xì)胞與材料的黏附性。

總之，救治大面積燒傷的關(guān)鍵措施是去除創(chuàng)面壞死組織并及時(shí)封閉創(chuàng)面。皮膚替代物在封閉燒傷創(chuàng)面中顯的尤為重要。然而，迄今為止燒傷創(chuàng)面皮膚移植物都存在不同程度的感染、免疫排斥反應(yīng)。但隨著對(duì)組織工程學(xué)與免疫學(xué)的深入研究，理想的組織皮膚覆蓋物將會(huì)為燒傷救治帶來突破性進(jìn)展。