快速皮膚擴(kuò)張術(shù)基礎(chǔ)研究進(jìn)展

胡亞蘭　綜述　郭樹忠　審校

(第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院整形外科中心西安710032)

[中圖分類號(hào)]R622+.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1008-6455(2000)09-0256-04

皮膚軟組織擴(kuò)張術(shù)開展已有20余年,在整形和修復(fù)重建外科中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛,而且應(yīng)用范圍仍在不斷拓寬,基礎(chǔ)理論研究也日趨深入。但是,仍然有許多理論和實(shí)際應(yīng)用中的問題懸而未決。快速皮膚組織擴(kuò)張術(shù)是近十年研究的重點(diǎn)課題。經(jīng)MEDLINE檢索和文獻(xiàn)回顧,本文將快速皮膚擴(kuò)張術(shù)后皮膚面積增加來(lái)源,回縮情況、組織血流動(dòng)力學(xué)、組織形態(tài)學(xué)及生物力學(xué)變化綜述如下。

1擴(kuò)張后皮膚面積增加的來(lái)源和回縮情況

1.1皮膚經(jīng)一定容量擴(kuò)張后,一般局部面積增加80%～140%^[1]。擴(kuò)張后擴(kuò)張器上皮膚來(lái)源包括:①擴(kuò)張區(qū)原始面積;②組織蠕變;③生物性生長(zhǎng);④彈性擴(kuò)張;⑤周圍組織移行^[2]。皮膚蠕變和生長(zhǎng)面積是擴(kuò)張產(chǎn)生的皮膚凈增面積,擴(kuò)張6周可使皮膚面積凈增59%,周圍皮膚向擴(kuò)張基部的移行面積為10%～20%^[3]。持續(xù)擴(kuò)張5天凈增22%,術(shù)中擴(kuò)張凈增7.4%^[4]?？焖贁U(kuò)張15天凈增45.7%,快速擴(kuò)張10天凈增44.4%^[1],從組織學(xué)角度看來(lái)源可能有:①細(xì)胞數(shù)量增加,表皮細(xì)胞有絲分裂在擴(kuò)張24h就增加非常明顯,48h有絲分裂增殖增加了3倍,細(xì)胞的增殖是組織增加的主要來(lái)源^[5];②由于囊內(nèi)壓不斷增加,擴(kuò)張局部表面張力也不斷增加,牽拉組織使細(xì)胞間隙增寬,部分組織細(xì)胞形態(tài)被拉長(zhǎng),導(dǎo)致細(xì)胞間質(zhì)增生。③擴(kuò)張表面張力增加使得鄰近組織受牽拉而向擴(kuò)張區(qū)移行^[13]。快速擴(kuò)張術(shù)的面積增加來(lái)源中,細(xì)胞分裂增殖所占比例稍小(比常規(guī)擴(kuò)張低4.7%)而牽拉周圍組織移位占的比例較大(高于常規(guī)法6.65%)^[6]。比較快的快速擴(kuò)張依靠組織力學(xué)特性,主要為組織機(jī)械蠕變和彈性擴(kuò)張,常規(guī)擴(kuò)張主要通過(guò)刺激組織增生,為組織生物性生長(zhǎng)。

1.2組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組織受力情況是皮膚回縮的重要影響因素。快速擴(kuò)張后皮膚結(jié)構(gòu)的改建低于常規(guī)擴(kuò)張皮膚,組織粘彈性和斷裂強(qiáng)度較大是快速擴(kuò)張后皮瓣回縮較大的原因。由于快速擴(kuò)張后纖維包膜厚度遠(yuǎn)低于常規(guī)擴(kuò)張,粘彈性弱,對(duì)皮瓣后期回縮影響較小。李江等的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),持續(xù)快速擴(kuò)張皮瓣早期回縮明顯,移植后1周達(dá)高值,術(shù)后10天收縮皮瓣開始舒展,術(shù)后兩月擴(kuò)張皮瓣寬度恢復(fù)至正常皮瓣水平,局部組織柔軟度與正常組織接近^[8]。有人認(rèn)為,皮膚回縮主要取決于真皮層內(nèi)彈性纖維的應(yīng)力狀態(tài),快速擴(kuò)張術(shù)大于常規(guī)擴(kuò)張,因此皮膚即時(shí)回縮程度大^[9]。

2擴(kuò)張后組織血流動(dòng)力學(xué)變化85年Marks首先對(duì)快速擴(kuò)張進(jìn)行了研究,以豬為模型,觀察了快速擴(kuò)張過(guò)程中皮膚TPO²的變化和擴(kuò)張皮瓣的活力,5天完成快速擴(kuò)張,證實(shí)快速擴(kuò)張后皮瓣存活長(zhǎng)度比正常任意皮瓣高97%,活力增強(qiáng),也證實(shí)了^[10,11]快速擴(kuò)張后皮瓣在血液動(dòng)力學(xué)上的可靠性。Schneider研究發(fā)現(xiàn),快速擴(kuò)張9天和慢性擴(kuò)張9周后的擴(kuò)張皮瓣的存活能力,明顯高于正常任意皮瓣,而快速擴(kuò)張后皮瓣的活力稍高于慢性擴(kuò)張皮瓣,但統(tǒng)計(jì)學(xué)處理結(jié)果顯示差別不明顯^[2],快速擴(kuò)張和常規(guī)擴(kuò)張后皮瓣的微循環(huán)血流量增加,所以擴(kuò)張后皮瓣的活力增強(qiáng),存活率也提高^[13,14]。在常規(guī)擴(kuò)張,注液后組織血流量降低到極低水平,24h后經(jīng)皮氧分壓恢復(fù)到正常值的80%^[15],而持續(xù)恒壓擴(kuò)張后,組織血流量保持在正常值的50%左右,波動(dòng)范圍不大^[16]?，F(xiàn)在研究認(rèn)為,快速擴(kuò)張真皮層內(nèi)有大量新生毛細(xì)血管,是皮瓣成活力增強(qiáng)的組織學(xué)基礎(chǔ)^[9],從生物體視學(xué)觀察,快速擴(kuò)張皮管產(chǎn)生額外皮膚同時(shí)有大量血管增生,其血管密度和血管體積分?jǐn)?shù)顯著增加,從而保證血供。組織血供定量研究證實(shí),快速擴(kuò)張組織血供明顯增強(qiáng),與常規(guī)擴(kuò)張比較無(wú)差異^[17]?？傊?快速擴(kuò)張后皮瓣活力及組織血流量明顯提高與常規(guī)擴(kuò)張無(wú)差異,其生理過(guò)程很復(fù)雜,可能與擴(kuò)張組織有生長(zhǎng)因子(VEGF)表達(dá)有關(guān)^[18],需進(jìn)一步探索。但也有學(xué)者提出,快速擴(kuò)張縮短了時(shí)間,但也有可能導(dǎo)致組織壞死^[1]。Keller快速擴(kuò)張實(shí)驗(yàn)中有1只狗局部組織壞死,擴(kuò)張器外露^[19],所以臨床上需要注意。

3擴(kuò)張后組織形態(tài)學(xué)變化Austed^[20]研究發(fā)現(xiàn),擴(kuò)張后24h基底細(xì)胞有絲分裂增加3倍,約第5天恢復(fù)到正常水平,再次注水?dāng)U張可再次誘發(fā)有絲分裂增加,將擴(kuò)張器液體部分抽出則基底細(xì)胞有絲分裂活動(dòng)減少。Olenins^[21]研究發(fā)現(xiàn),人皮膚擴(kuò)張皮瓣術(shù)后7天～8天表皮層有絲分裂細(xì)胞密度為8.9個(gè)/mm,而正常皮膚為2.9個(gè)/mm,有絲分裂細(xì)胞多位于基底細(xì)胞層,單個(gè)或簇狀分布,擴(kuò)張引起的基底細(xì)胞有絲分裂增加是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,真皮乳頭層毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及真皮網(wǎng)狀層成纖維細(xì)胞密度也增加?？焖贁U(kuò)張后表皮細(xì)胞的有絲分裂活動(dòng)也增強(qiáng)。而Greenbaum^[22]則發(fā)現(xiàn),常規(guī)擴(kuò)張后表皮組織增生,真皮、肌層和脂肪組織的厚度均有下降,有血管增生,而快速擴(kuò)張后,組織無(wú)明顯變化。Baker^[23]研究發(fā)現(xiàn),快速擴(kuò)張后膠原纖維和彈力纖維有輕度的重新排列,膠原纖維排列更趨平行,有時(shí)甚至出現(xiàn)彈性纖維的斷裂現(xiàn)象,認(rèn)為機(jī)械壓力引起體液和粘多糖轉(zhuǎn)移而致組織脫水進(jìn)而刺激皮膚增生?？焖贁U(kuò)張皮膚膠原合成增加,真皮中膠原合成的增加是通過(guò)成纖維細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的,免疫組化檢查發(fā)現(xiàn),快速擴(kuò)張和常規(guī)擴(kuò)張后,膠原合成均從原每毫克組織286cpm上升到每毫克組織400cpm,增長(zhǎng)了40%^[24]。在擴(kuò)張期膠原纖維的密度無(wú)明顯下降,但膠原總量有增加^[3]。研究表明,快速擴(kuò)張后組織反應(yīng)包括:表皮增生,真皮膠原表達(dá),早期纖維組織形成及擴(kuò)張囊周圍纖維結(jié)締組織形成^[19]。快速擴(kuò)張后表皮層增厚,以棘細(xì)胞層和基底細(xì)胞層為明顯,真皮中膠原纖維,彈性纖維含量下降,真皮變薄,皮下組織、肉膜均變薄,包膜主要由膠原纖維和成纖維細(xì)胞構(gòu)成,富含血管^[25]。組織超微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn) ,快速擴(kuò)張后表皮層基底細(xì)胞有絲分裂活躍,內(nèi)含大量粗大而散在的張力絲,真皮層內(nèi)含有大量排列緊密的膠原纖維束,成纖維細(xì)胞體積大,胞漿豐富,胞核及核仁大,有大量新生毛細(xì)血管^[9]。Feulgen法DNA染色見擴(kuò)張后基底細(xì)胞DNA含量明顯增高,表明擴(kuò)張過(guò)程加速了表皮有絲分裂、表皮復(fù)制^[26]。盡管超微結(jié)構(gòu)變化顯示,成纖維細(xì)胞功能活躍,膠原合成代謝增強(qiáng),但在比較短的時(shí)間內(nèi)無(wú)法提供足夠的膠原纖維,以彌補(bǔ)變薄的真皮,只有在擴(kuò)張結(jié)束后5周真皮才開始轉(zhuǎn)厚^[27]。Johnson、Olenius、王長(zhǎng)征也報(bào)道快速擴(kuò)張促進(jìn)皮膚細(xì)胞分裂增殖,同時(shí)間質(zhì)內(nèi)成纖維細(xì)胞也增多,而擴(kuò)張術(shù)后期真皮層膠原含量才增加,有真皮繼續(xù)生長(zhǎng)的證據(jù)。Loffler研究發(fā)現(xiàn)快速擴(kuò)張后,最初幾天Ⅰ、Ⅲ型前膠原蛋白基因表達(dá)明顯減少,9天后Ⅰ型前膠原、16天后Ⅲ型前膠原基因才有表達(dá)。Plenzrinwei認(rèn)為擴(kuò)張最初4天Ⅰ型和Ⅲ型前膠原基因在表皮下、真皮無(wú)表達(dá),只在擴(kuò)張囊周圍區(qū)Ⅲ型前膠原基因表達(dá)水平有少量增加。7天后在真皮、囊周Ⅲ型前膠原基因表達(dá)增加,9天后在皮膚全層Ⅰ型前膠原基因輕微表達(dá),在囊周表達(dá)強(qiáng)烈。40天后Ⅰ型前膠原基因表達(dá)恢復(fù)正常,85天Ⅲ型前膠原基因表達(dá)恢復(fù)正常。

4擴(kuò)張后皮膚生物力學(xué)特性

4.1皮膚軟組織快速擴(kuò)張后能延伸增加皮膚面積,主要由其生物力學(xué)性質(zhì)所決定,Takei^[30]通過(guò)文獻(xiàn)回顧,認(rèn)為最近研究表明,多種細(xì)胞生物力學(xué)變化受應(yīng)力刺激影響,在伸展誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中各種生長(zhǎng)因子起重要作用。擴(kuò)張術(shù)作為機(jī)械應(yīng)力刺激,激動(dòng)了生長(zhǎng)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng),在細(xì)胞因子、細(xì)胞骨架系統(tǒng)和蛋白激酶,等細(xì)胞和分子水平,介導(dǎo)了一系列級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),引發(fā)細(xì)胞增殖,新生的皮膚生成。Lantieri等用免疫組織化學(xué)方法,首次證明擴(kuò)張的皮膚內(nèi)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)增多,在真皮淺層、毛囊及皮脂腺均有強(qiáng)烈表達(dá),為擴(kuò)張的組織血管生成研究在生物學(xué)方面開辟新的領(lǐng)域。Nishizuka^[31]認(rèn)為,蛋白激酶C(PKC)在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用,應(yīng)力刺激時(shí)PKC調(diào)節(jié)細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)。Takei^[32]研究發(fā)現(xiàn),急性應(yīng)力刺激時(shí)角朊細(xì)胞的PKC活性升高,而且伴有從胞液中移到膜部的易位現(xiàn)象,PKC阻斷應(yīng)力引起的細(xì)胞形態(tài)改變和排列方式的改變。因此,認(rèn)為PKC在調(diào)節(jié)角朊細(xì)胞增殖分化中有重要作用。Smith^[33]認(rèn)為應(yīng)力刺激改變了細(xì)胞外基質(zhì),進(jìn)而改變?cè)|(zhì)膜和粘接復(fù)合物。證明應(yīng)力刺激不僅可使細(xì)胞增值,還可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的增加。

4.2皮膚具有的粘彈性是皮膚擴(kuò)張的組織學(xué)基礎(chǔ)。皮膚的真皮組織結(jié)構(gòu)包括:膠原纖維和彈性纖維等細(xì)胞外基質(zhì)成分,膠原纖維是真皮層的主要成分,由成纖維細(xì)胞分泌合成,主要為Ⅰ、Ⅲ型膠原,基質(zhì)也可以參與膠原的合成代謝^[34],當(dāng)快速擴(kuò)張時(shí),皮膚被過(guò)度拉伸,真皮中的膠原纖維和彈性纖維被拉長(zhǎng),彼此平行排列,基質(zhì)中的液體成分在纖維網(wǎng)隙中重新分布,皮膚的粘彈性明顯下降,與常規(guī)擴(kuò)張皮膚的粘彈性下降非常相似[35]