皮肤修复材料的发展历程_理念与技术的融合!!!!!

于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ傲
作者简介: 于家傲， 男， 生于 1973 年 6 月， 医学博士， 副教授， 副主任医师， 硕士 研究 生 ， ， 。 导师 吉林大学第一医院烧伤外科主任 吉林大学第一医院 二 部 副院长 精 于 显微 外 科 技 术， 擅于利用带蒂、 游离皮瓣修复各种原因引起的皮肤及软组织缺损。2011 年美国创面 修 复协会海外青年研究者奖获得者， 参与承担国家自然科学 基 金 面上 项 目 2 项， 教 育部博士 点基金 1 项; 主持吉林省科技厅、 卫生厅课题等 8 项， 作为主 要参加 者 获 得 2010 年 国家科 技进步二等奖， 吉林省科技进步一等奖 2 项、 二等奖 2 项， 中 华 医学 科 技进步二 等 奖 1 项、 三等奖 2 项。
February 2011 ，Vol 6 ，No． 1 中华损伤与修复杂志( 电子版) 2011 年第 6 卷第 1 期 Chin J Injury Repair and Wound Healing ( Electronic Edition) ，
· 13 ·
1893 年 包含表皮、 真皮全层、 尽 可 能 不 含 任 何 皮 下 脂 肪 的 皮肤 移 植 的 临床 应 用， Feoder Krause 推 广 了 全 厚 皮肤 移 植 的 应 用， 因此全厚皮肤移植也就被命名为 WolfeKrause 皮肤移植。随 着 研究 的 深入， 人 们 也 逐渐 认 识 到 移 植皮肤 越 薄， 移 植负担越小， 成活率越高， 但皮肤 成 活 后 机 械 力 学 性 能 差、 挛 缩 比 高; 移 植皮肤 越 厚， 虽不易成活， 但愈合后挛 缩 比 越 小、 色 素 沉 着 越 不明 显、 机械性能和美观度越 高。这种以自体皮肤为修复材料的游离皮肤移植技术， 在随后的一个半世纪中被 广泛应用， 根据各自的优势逐渐形成独自的适应症。虽然游离皮肤移植是研究的 最为深入的创面修复技术， 在 实 际 应 用 中 也 日 趋 完善， 但 始终 受 限 于 创 面 基 底 条 件的影响。对于修复有骨骼、 神经、 肌腱等血运欠佳的组织外露的创面， 游离皮肤 移植技术是无法实现的。人们对此类创面的修复， 一开始是通过各种方法促使创 面形成可以接受游离植皮的肉芽组织来完成。随着对皮肤血供解剖学的认识， 人 们发现对于此类创面可以用周围皮肤移位来予以修复， 这样摆脱了依赖于创面因 素的限制。20 世纪 50 年代 以 来， 随 着对 组 织 血 液供 应 解 剖 学 研究 的 深入， 人们 发明了许多类型的皮 瓣， 以 皮 瓣 的 蒂 部和 ( 或 ) 瓣 部 的 各 种 不 同 特 征为 标 准， 如: 供受区距离、 血供模式、 转移方式、 几何形状、 蒂的数目、 蒂的方向、 蒂的构成、 辦的 构成、 供区部位、 复合结构等， 可将皮辦划分为各种不同的类型。同时随着显微外 科技术的发展， 临床医师不仅 可 以 切 取 包 含 多 种 组 织 的 复 合 皮 瓣， 而且能运用显 微外科技术， 针对具体创面将 多 种 组 织 辦 进 行组 合 拼 装， 制成各种形式的组合皮 瓣或特殊功用的皮瓣， 如串联皮瓣、 并联皮瓣、 逆向串联皮瓣、 嵌合皮瓣、 桥式交叉 皮瓣等。现在人体可供切取的 轴 型 皮 瓣 部 位 已 达 50 多 处， 几 乎 所有 临 近 体 表的 知名血管均被开发出相应的 皮 瓣， 所以已 很 难 再 开 发出 新的 皮 瓣， 更 多的 工 作 是 对现有皮瓣的筛选。经多年的实践， 皮瓣技术也日臻成熟， 一些血供可靠、 操作简 单、 对供区副作用小的皮瓣， 逐渐成为临床的首选。皮瓣临床应用的数量， 也由最 开始的从少到多， 到现在的 从 多 到 少。 国 内 外 学 者 在 皮 瓣 的 选择 上 也 趋 于 共 识: “ 以次要组织修复重要组织; 先带 蒂 移 位， 后 吻 合血 管; 先 分支 血 管， 后 主 干 血 管; ” 先简后繁， 先近后远; 重视供区美 观 和 功 能 保 护。 近 几 年， 在 超 声 技 术 的 协 助 下， 医生可以在术前准确定位到从深筋膜穿出供养皮肤血管的位置， 以此针对每个患 者进行“ 个性化” 的皮瓣设计， 称之为“ 自由蒂” 皮瓣( free perforator flap) 。 从以自体皮肤为主要修复材料的各支线研究来讲， 游离自体皮肤移植需要突 破“ 厚度” 的限制， 也就是说如何使携带更 多 组 织 成分 的 皮肤 成 活， 以恢复受区更 多、 更好的皮肤功能， 可能是 今 后此领域 研究 的主 攻 方 向。 如 何 延 长 移 植皮肤 的 缺血存活时间， 加快创面血 管 化 速 度， 是 今 后 该 领域 研究 的 关 键 内 容。 而 皮 瓣 外 科要由“ 点线面” 的 规 则性 皮 瓣， 发 展 成 为 真 正 的 自由皮 瓣， 一 定 需 要 突 破“精 度” 的瓶颈。这包 含 两 方 面 的 研究 内 容: 一 是对 供 血血 管 和 分 布 做 到 精 确 定位， 二是显微血管的吻合技术 进 行 精 确控 制。 前 一 方 面 可 以 通过研 发 高精 度 的 血 管 成像技术来谋求解决， 后一方面可以通过 计 算 机 技 术 的 开 发， 由“机 械吻 合 ” 代替
· 14 ·
February 2011 ，Vol 6 ，No． 1 中华损伤与修复杂志( 电子版) 2011 年第 6 卷第 1 期 Chin J Injury Repair and Wound Healing ( Electronic Edition) ，
“ 手工吻合” 来获得 解 决。 从 自 体 皮肤 移 植 材 料 这 一主 线 上 看， 游 离 自 体 皮肤 移 植如突破了厚度的限制， 就是 在 结 构上在 向 皮 瓣 发 展; 而 皮 瓣 如 突 破 了精 度 的 限 制， 在技术操作性上在向皮肤移植发展， 两者的发展趋势是趋于融合。 — —皮肤替代类材料的研究也早已开始。近代， 人类对另一类皮肤修复材料— 1942 年 Brown 应 用 异 体 皮肤 修复大 面 积 皮肤 缺 损 开 创 了 此 类 材 料 研究 的 历 程。 异体皮肤移植( allograft ) 和 异 种 皮肤 移 植 ( xenografts ) 仍 然 是现 今解 决 患 者 自 体 皮肤来源不足或者暂无接受 自 体 皮肤 移 植 条 件 等 问 题 的主 要 方 法。 它 们不 仅 可 以防止电解质、 体液、 蛋白等 体 内 成分 的 丢 失， 也 可 减 少 创 面 病 原 微 生 物 的 污 染， 减轻创面的疼痛， 提高患者对其 它 治 疗 的 顺 应 性， 同时 也 可 以 提 高 自 体 皮肤 移 植 的成活率， 促进薄层皮片移植创面的愈合。今后此类研究的重点仍然是冷冻和解 冻技术的完善， 进一步延长皮肤的保存时限、 提高皮肤的活性。 60 年代， Winter 同时 20 世纪 50 、 塑 料 和 纺 织 工 业的 发 展 集 中 在 人 造 纤维 上， 为代表的医学科学研究者尝 试 应 用 聚 酯 膜、 聚 丙烯 膜 等 材 料， 并 证 实 微 湿润 环境 对创面愈合有利。此期的材 料 被 附 加 了 营 造 创 面 局部 良 好 微环境 的作 用。 随 后 80 年代， 的 70 、 人们在这种理念 的 引 导 下， 开始对 聚 合物 的 透 气 性、 吸 收 性、 理化 特性等方面进行了完善， 研发出透明聚合物膜、 聚合发泡膜、 水胶体、 膜片水凝胶、 无定形水凝胶、 海绵泡沫类 等 材 料。 在高 分 子 聚 合物 中， 胶 原 类 材 料 是 目 前 研究 的焦点。其原因是Ⅰ型胶原是构成皮肤的主要结构蛋白， 通过自聚和交联重建的 胶原可形成具有一定强度和稳定性的结构材料， 具有高亲水性、 无毒、 体内生物相 容性、 降解性良好等生物特 性。 以 胶 原 为主 体 材 料， 发 展 出 以 组 织 学工 程 学 技 术 Transcyte 、 Dermagraft 等。 Biobrane 为特征的人工皮肤替代材料， 如 Biobrane 、 是一种外被猪真皮胶原的尼龙纤维网状基质结构， 外层黏附一层硅胶薄膜。用作 暂时皮肤替代材料已经取 得 了 美 国 FDA 和 CPT Editorial Panel 认证。 Transcyte 是暂时性替代材料开始向永久性皮肤替代材料发展的开始， 但严格来说仍然属于 临 时 皮肤 替 代 材 料。 它 是 Biobrane 和人工 培养 的新 生 成 纤维 细 胞 的 复 合 材 料， 可以向创面分泌生长因子和基质蛋白。但其抗感染能力十分脆弱， 要求必须被移 植于新鲜、 清 洁 创 面， 并且严密观察感染迹象。Dermagraft 也是在胶原葡萄糖胺 聚糖作为结构支架， 其中加入异体成纤维细胞构成。 Alloderm 等。 Integra 是 牛 胶 原 蛋 目前研究较 为 深入 的 材 料 还 有 Integra 、 白鲨鱼硫酸软骨素组 成 的 胶 原 支 架， 表 面 黏 附 一 层 硅 胶 薄膜。 可 移 植 于 血 运 丰 富、 无感染的创面， 提供一种类似真皮替代物的作用。 随 着 10 d 至 3 周 左 右 的 血 运建立， 去 掉 硅 胶 膜， 可 再 移 植 一 层 薄 于 0． 020 cm ( 即 0． 008 英寸 ) 的 自 体 表 皮。 这种在人工合成材料上形成 真 皮， 再 行自 体 表 皮 移 植 的 复 合 方 法， 有别于暂时皮 已真正形成了 永 久 性 皮肤 替 代 材 料。 在 此， 暂 时 性 皮肤 替 代 材 料 和 肤替代材料， 永久性皮肤替代材料的研究融合在了一起。 。 1975 年 Rhin另一种永久性皮肤替代材料为 Epicel ， 也被称为“ 试管皮肤”
· 12 ·
February 2011 ，Vol 6 ，No． 1 中华损伤与修复杂志( 电子版) 2011 年第 6 卷第 1 期 Chin J Injury Repair and Wound Healing ( Electronic Edition) ，
· 专家 述 评 ·
— —理念与技术的融合 皮肤 修复 材 料 的 发 展 历 程 —
人类对皮肤的认识是一个 逐渐 深入 的 过程， 最 初 认 为 皮肤 是 单 纯 屏障器官， 后来意识到其是机体与外界环境进行物质和信息交换的器官， 如今发现皮肤既是 免疫反应的效应器官同时又是主动参与启动和调节机体许多免疫反应的器官， 与 此同时人类对皮肤损伤修复材料的探索也是一个逐渐深入的过程。 回顾人类对皮肤修复材料的探索历程， 我们可以发现其研究是在两条主线上 进行， 即皮肤 替 代 材 料 ( skin substitute ) 和 皮肤 移 植 材 料 ( skin replacement ) 的 探 索。皮肤替代材 料 的 研究 又 可 分 为 暂 时 性 皮肤 替 代 材 料 ( temporary skin substitute ) 和永 久 性 皮肤 替 代 材 料 ( permanent skin substitute ) 两 条 探索 支 线; 而 皮肤 移 植材料均为自体永久性材料， 在修复材料上可分自体皮片、 自体皮瓣、 自体复合组 织瓣等研究支线。主线的研究 看 似 独 立 进 行， 其 实 各 主 线 之 间、 支线之间均有交 叉。皮肤修复的每次里程碑 式 的 突 破， 无 不 是 以 认 识 理 念 的 更 新为 开始， 以技术 以修复材料成分或结构的日趋完善而成熟。 手段的革新为标志， 对于移植类材料的应用历史可追溯到 公 元 前 2500 年，古 印 度 对 犯 人 的 惩 罚 是割鼻，那时就 可 用 皮肤 移 植 修复 缺 损 的 鼻 子、 耳 朵、 嘴唇 等。 手术 是 由 印 度 Brahmin Koomes Caste 和 Tilemaker 家族执行，供区用木板拍打至充血肿胀后，按 所需形状切取皮肤，与 清 创 过 的 缺 损 面 缝 合 固 定 进 行 移 植，再 涂 以一 种促进 愈 合的神秘油膏， 几天后移植物成活。这种全厚皮肤游离移植最早记载被称为已失 。近代， 1869 年 Reverdin 实施了小片表皮移植获得成 功， 传的“ 古印度方法” 引起 国际的很大反响。1872 年 Ollier 及 1886 年 Thdiersch 随 后报 道了 大 片 带 真 皮 浅 Thiersch 皮肤 移 植 ” 。1875 年 Wolfe 介 绍 了 层的薄层皮肤 移 植， 被 命 名 为“OllierDOI: 10． 3877 / cma． j． issn． 16739450． 2011． 01． 003 作者单位: 130031 吉林大学第一医院烧伤外科 Email: yujiaao1973@ yahoo． com． cn 通讯作者: 于家傲，