除皺術(shù)相關(guān)生物力學(xué)研究進(jìn)展

石 恒, 楊檸澤, 王志軍

綜 述

除皺術(shù)相關(guān)生物力學(xué)研究進(jìn)展

石 恒, 楊檸澤, 王志軍

除皺術(shù)； 面部提升術(shù)； 生物力學(xué)

除皺術(shù)也稱面部提升術(shù)，是治療各種因素導(dǎo)致的面頸部組織松垂、皺紋形成等老化改變的外科技術(shù)。自1901年E Hollander首次報道了經(jīng)耳前后切口局部皮膚切除縫合的除皺術(shù)以來，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，除皺術(shù)經(jīng)歷了一個由簡到繁，由單層皮膚提緊到多層次、多方向提緊的過程[1]。除皺術(shù)的實質(zhì)是對松垂組織的提緊術(shù)，手術(shù)中如何選擇最佳的懸吊點、固定點，如何選擇最佳的提升方向、提緊力量，對獲得滿意的手術(shù)效果具有非常重要的意義。而這些關(guān)鍵點的選擇與面部軟組織的生物力學(xué)特性密切相關(guān)[2-4]。生物軟組織都是黏彈性體，都屬于非線性黏彈性材料，都具有滯后、應(yīng)力應(yīng)變、應(yīng)力松弛、蠕變、各向異性等特性[5-6]。許多學(xué)者[7-9]曾對面部皮膚、SMAS、支持韌帶的生物力學(xué)特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不同組織的黏彈性存在差異，在黏性和彈性程度上有所不同。Rawlani和Mustoe[10]認(rèn)為，老化時面部軟組織的黏性增強(qiáng)而彈性減弱。Mazza等[11]證實，在以有限元為基礎(chǔ)的三維面部力學(xué)分析中，使用面部軟組織的非線性黏彈性本構(gòu)關(guān)系來分析面部老化是可行的。筆者主要就除皺術(shù)相關(guān)的生物力學(xué)研究進(jìn)行簡要綜述。

1 皮膚的生物力學(xué)

早期的第1代面頸部皮膚分離除皺術(shù)，僅在面頸部皮下脂肪層進(jìn)行分離后，提緊并切除多余的皮膚。由于該手術(shù)只對皮膚進(jìn)行了提緊，并未將深層的松垂組織復(fù)位，因此術(shù)后早期即復(fù)發(fā)，長期效果不佳。該技術(shù)主要與皮膚的生物力學(xué)特性相關(guān)。1967年，T Gibson對皮膚的生物力學(xué)進(jìn)行了研究，首次報道了皮膚內(nèi)在的黏彈性，并將皮膚的蠕變分為機(jī)械性蠕變和生物學(xué)蠕變。Bischoff等[12]認(rèn)為，皮膚的力學(xué)特性主要是由其真皮層所含的膠原纖維和彈力纖維決定的。Tepole等[13]采用一種新的計算模型來描述皮膚的本構(gòu)行為，在皮膚的生理范圍之內(nèi)拉伸時，表現(xiàn)出可逆的、各向異性的、高度非線性拉伸行為；在生理范圍之外拉伸時，則表現(xiàn)出不可逆的、伸長現(xiàn)象(即生物學(xué)蠕變)。他根據(jù)該計算模型分析得出結(jié)論，皮膚在受到生理范圍之外的拉伸時，會刺激其產(chǎn)生新的細(xì)胞來獲得皮膚的增長。該理論也可用于解釋運用皮膚軟組織擴(kuò)張技術(shù)獲得“額外皮膚”的原理。在皮膚瓣提緊的過程中，施加的張力越大，效果越好；然而，超出一定范圍后，不僅會造成不自然的“側(cè)拉面容”，而且，由于施加在組織上的張力增大，其應(yīng)力松弛和蠕變均增大，術(shù)后早期即會出現(xiàn)復(fù)發(fā)。此外，皮膚瓣被過度牽拉提緊，會造成切口縫合處的較大張力，導(dǎo)致術(shù)后切口瘢痕明顯增生。

2 SMAS和面部支持韌帶的生物力學(xué)

1976年，V Mitz和M Peyronie首次詳細(xì)報道了淺表肌腱膜系統(tǒng)(SMAS)的解剖學(xué)研究成果，隨后SMAS除皺術(shù)以其效果持久、并發(fā)癥少等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用，并產(chǎn)生了SMAS下分離的第2代除皺術(shù)。Y Har-Shai等(1996年)對40例初次除皺患者和8例再次除皺患者SMAS的力學(xué)特性和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并指出SMAS是一個纖維脂肪復(fù)合層，包括膠原纖維、彈性纖維和二者之間交錯的脂肪細(xì)胞。電鏡掃描顯示，初次手術(shù)患者SMAS的膠原纖維卷曲程度與真皮層類似，而在再次除皺術(shù)患者切除的SMAS組織中，其膠原纖維與拉伸的真皮層類似。此外，他還對耳前皮膚和SMAS的力學(xué)進(jìn)行了研究，在一系列不同速率下進(jìn)行加載、卸載，應(yīng)力松弛的實驗結(jié)果表明：二者都表現(xiàn)出明顯的黏彈性特性， SMAS的黏彈性略微小一些，而且初次和再次手術(shù)患者的SMAS黏彈性無明顯差異。Y Har-Shai等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SMAS內(nèi)所含的膠原纖維和彈力纖維均小于皮膚，初次和再次除皺術(shù)中切除組織的纖維含量并無差異。SMAS中所含的較多脂肪，則可能增加SMAS層的硬度，并可能對SMAS手術(shù)的長期效果有著重大影響。Saulis等[14]對8具尸頭的一側(cè)采用SMAS瓣和皮膚瓣分層提升，對側(cè)采用復(fù)合SMAS-皮膚瓣進(jìn)行提緊，分別對SMAS、皮膚、復(fù)合瓣的生物力學(xué)和黏彈性進(jìn)行測試。結(jié)果表明：皮膚瓣和復(fù)合瓣的破裂強(qiáng)度明顯大于SMAS瓣，而前兩者之間并無明顯差異；復(fù)合瓣能承受的最大剪切力大于皮膚瓣和SMAS瓣；皮膚瓣的應(yīng)力松弛、蠕變均明顯大于SMAS瓣和復(fù)合瓣，而后兩者之間并無差別。此外，對面、頸部組織瓣的比較顯示，頸部皮膚瓣、SMAS瓣、復(fù)合瓣比面部組織瓣能夠承受更大的剪切力，但卻顯示出更大的應(yīng)力松弛、蠕變，預(yù)示著頸部組織比面部組織更早發(fā)生松垂。這些面頸部除皺術(shù)組織瓣的生物力學(xué)研究顯示，皮膚瓣和復(fù)合瓣比SMAS瓣更堅韌，可以承受更大的組織復(fù)位張力。他們根據(jù)此研究結(jié)果認(rèn)為，復(fù)合瓣包含了SMAS和皮膚的黏彈性，比皮膚瓣顯示出了更小的應(yīng)力松弛和蠕變。MB Rubin等對切除的面部軟組織的力學(xué)特性進(jìn)行了研究，指出SMAS的彈性比皮膚強(qiáng)，皮膚的黏性比SMAS強(qiáng)，SMAS可以作為黏性更強(qiáng)的皮膚的彈性基礎(chǔ)。另外，皮膚的松弛時間很短，在拉伸過程中，如果不把SMAS和皮膚分開，皮膚會遵從SMAS的形變。Trussler等[15]對高位SMAS除皺術(shù)的生物力學(xué)進(jìn)行了研究，術(shù)中施加在乳突部SMAS的提升拉力明顯大于耳前部，同時切取耳前腮腺部的SMAS組織進(jìn)行黏彈性測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，術(shù)中施加在SMAS上的張力僅為其固有張力的一部分，在此張力下，SMAS在5 min內(nèi)發(fā)生了14%的形變。根據(jù)此研究結(jié)果，他認(rèn)為在高位SMAS除皺術(shù)中，對SMAS組織應(yīng)用較小的張力，會使SMAS產(chǎn)生較小的應(yīng)力松弛，獲得更持久的效果。White等[16]比較了雙層連續(xù)鎖邊縫合與多重水平褥式縫合折疊SMAS的力學(xué)拉伸強(qiáng)度差異，結(jié)果表明，雙層連續(xù)鎖邊縫合方法可以承受更大的強(qiáng)度，能獲得更持久的效果。Angelos等[9]對比了采用與不采用P4HB(4-0聚乙烯羥基丁酸縫線)加固SMAS折疊的生物力學(xué)差異，結(jié)果表明，采用P4HB加固能明顯提高SMAS的最大載荷，減小載荷-變形能力，提供更加持久的長期提升效果。Jacono和Ransom[17]對除皺術(shù)中組織瓣提緊復(fù)位的最佳角度進(jìn)行分析后指出，對SMAS瓣和皮膚瓣以平均60°的角度向上、向后上方提緊時，對中下面部、頜頸部松垂會產(chǎn)生較好的提升效果；年齡越小，最佳的提升角度越接近90°。此外，他還認(rèn)為，SMAS瓣和皮膚瓣向同方向提緊的效果優(yōu)于傳統(tǒng)除皺術(shù)中SMAS瓣垂直提緊、皮膚瓣水平提緊的效果。Choucair和Hamra[18]認(rèn)為，傳統(tǒng)的除皺術(shù)都是對組織瓣向外上側(cè)牽拉，顴脂肪墊在垂直方向上的復(fù)位力量較小，隨著進(jìn)一步老化的發(fā)生，顴脂肪墊相對于復(fù)位力量較大的SMAS，其松垂更快，會逐漸產(chǎn)生側(cè)拉的風(fēng)掃樣畸形。為了避免上述情況的發(fā)生，他們在其復(fù)合除皺術(shù)中提出，向內(nèi)上方提緊內(nèi)側(cè)部眼輪匝肌和顴部脂肪的力量須大于外側(cè)部的提緊力量，這樣可以產(chǎn)生更自然和諧的年輕化外觀。Carron等[19]對除皺術(shù)中常用的幾個錨定點處的最大拉力強(qiáng)度進(jìn)行了比較，顴弓根部最大拉力強(qiáng)度大于顳筋膜，耳垂點下方最大拉力強(qiáng)度大于耳垂點前1.0 cm處的SMAS筋膜，乳突筋膜最大拉力強(qiáng)度大于胸鎖乳突肌筋膜，顳部筋膜水平方向的強(qiáng)度明顯大于垂直方向，這些錨定點的強(qiáng)度及差異對術(shù)中選擇最佳的固定點具有非常重要的參考價值。

Hwang等[20]對顴弓韌帶的拉力強(qiáng)度進(jìn)行了測試，得出其破裂強(qiáng)度為(26.8±1.8) N (22.5～32.9 N)。2012年,Brandt等[8]對面部支持韌帶的生物力學(xué)特性進(jìn)行了研究，其結(jié)果為破裂強(qiáng)度：顴弓韌帶>眶韌帶>下頜骨韌帶>頰上頜韌帶；剛度：顴弓韌帶>眶韌帶>頰上頜韌帶>下頜骨韌帶。顴弓韌帶強(qiáng)度最高，剛度最大，在受外力作用時，最不容易發(fā)生變形；其次為眶韌帶，而下頜骨韌帶強(qiáng)度最弱，剛度最小，在外力作用下最易變形。若將以上韌帶分別對應(yīng)到其所在的面部區(qū)域，那么在老化過程中，下面部最早發(fā)生松垂，其次為眉外側(cè)部，最后為顴區(qū)，該結(jié)果也可以為面部老化的分析提供參考。

3 顴脂肪墊和中面部提升的生物力學(xué)

顴脂肪墊是面中部皮膚和SMAS之間的一層增厚的脂肪組織，由較小的脂肪小葉組成，被連接于SMAS和真皮之間的纖維結(jié)締組織分隔并緊密束縛，呈三角形，其底部位于鼻唇溝，尖部位于顴突。老化時，顴脂肪墊出現(xiàn)松垂，導(dǎo)致中面部松垂并加深鼻唇溝，對顴脂肪墊進(jìn)行懸吊，可以使鼻唇溝得到改善，顴突位置得到提升，產(chǎn)生中面部年輕化效果。周安等[21]對顴脂肪墊的組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在顴脂肪墊的3區(qū)和6區(qū)(即外上部)，其纖維結(jié)締組織的含量最高，近似“纖維化”，該區(qū)域能夠承受最大的牽拉力，為顴脂肪墊懸吊的最適宜部位。de la Torre等[22]通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拉力超過4.5 kg時，顴脂肪墊并未被拉斷，主要原因是其內(nèi)部的纖維能承受較大的拉力。目前，顴脂肪墊提升有多種懸吊方向。Verpaele等[23]在擴(kuò)大的MACS提升術(shù)中采用第3個荷包縫合對顴脂肪墊進(jìn)行垂直懸吊，明顯改善了鼻唇溝，提升了松垂的顴部組織，縮短了下瞼垂直高度。Sasaki等[24]指出，為了矯正較深的鼻唇溝，應(yīng)該向與其垂直的外上方向?qū)︼E脂肪墊進(jìn)行懸吊，該方向為重力作用下顴脂肪墊松垂的反方向，許多學(xué)者均支持采用該向量對顴脂肪墊進(jìn)行提升。Yang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，沿鼻唇溝水平牽拉顴脂肪墊時，顴脂肪墊纖維更加緊密，垂直牽拉會使顴脂肪墊纖維變得疏松，導(dǎo)致纖維距離增大，更加容易松弛。Hamra[26]通過長期隨訪發(fā)現(xiàn)，除皺術(shù)中對顴脂肪墊進(jìn)行復(fù)位的手術(shù)在短期內(nèi)有效，而長期效果不佳。Chia等[27]采用4條環(huán)形懸吊線對顴脂肪墊進(jìn)行向上集中的方向懸吊，獲得了較好的效果。Herrero等[28]比較了經(jīng)下瞼切口和經(jīng)顳部切口入路行中面部提升術(shù)時，作用在組織瓣上的張力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種入路的提升張力差異并無統(tǒng)計學(xué)意義。Siwani和Friedman[29]在新鮮尸頭上分別采用垂直、外上SAMS筋膜折疊，以及外上方折疊結(jié)合頸闊肌縫合3種方法進(jìn)行面中部提升,并評估其提升效果，總體上，垂直折疊的提升效果最好，而外上方折疊對鼻唇溝的效果更明顯。

面部老化時，各層組織均發(fā)生變化，既有解剖學(xué)上位置的變化，也有內(nèi)部組織學(xué)上的改變。組織學(xué)上的退行性變導(dǎo)致其內(nèi)在的黏彈性、拉力性等發(fā)生變化；解剖學(xué)上的位置改變導(dǎo)致各種方向、不同程度的松垂出現(xiàn)。除皺術(shù)即是將松垂組織復(fù)位的提升術(shù)，了解面部各層組織內(nèi)在的生物力學(xué)特性及老化時組織的松垂方向、程度，對獲得最佳的提升效果具有非常重要的作用。目前，國內(nèi)外僅有少量文獻(xiàn)對面頸部老化及除皺術(shù)相關(guān)的生物力學(xué)研究進(jìn)行了報道。如何選擇最適宜的懸吊點、固定點、提緊方向、提緊力量來獲得最佳的年輕化效果，仍是今后除皺術(shù)中研究的重點，仍需要大量的基礎(chǔ)研究和臨床實踐來進(jìn)一步探索。從生物力學(xué)方面對除皺術(shù)中面臨的各種問題進(jìn)行研究，為我們提供了新的研究方向，并將開啟年輕化外科的新篇章。

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610042 四川 成都，四川米蘭柏羽醫(yī)學(xué)美容醫(yī)院(石 恒)；大連大學(xué)附屬新華醫(yī)院 整形外科(楊檸澤)；大連大學(xué)整形外科研究所(王志軍)

石 恒(1987-)，男，湖北隨州人，碩士研究生．

王志軍，116021，大連大學(xué)整形外科研究所，電子信箱：wzy618@tom.com

10.3969/j.issn.1673-7040.2015.10.007

2015-05-19)