李 嘯，邱學(xué)文 綜述，王甲漢審校

（南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院燒傷科，廣州510515）

各種外界因素和疾病引起的皮膚組織損傷是臨床常見(jiàn)的一類創(chuàng)傷。自體組織移植修復(fù)創(chuàng)面是經(jīng)典的外科療法，其實(shí)施過(guò)程會(huì)對(duì)供區(qū)造成額外的損傷，且實(shí)施的可行性受到供區(qū)組織質(zhì)與量的限制。因此，尋找一種理想的皮膚組織替代品一直是創(chuàng)傷醫(yī)學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)。

生理情況下的創(chuàng)傷愈合是一個(gè)復(fù)雜的、有多種相互作用的細(xì)胞及細(xì)胞因子參與的過(guò)程。愈合過(guò)程可人為地劃分為三個(gè)階段：（1）止血與炎性反應(yīng)階段；（2）多種細(xì)胞的遷移與增殖；（3）新生膠原基質(zhì)的成熟與重塑。真皮層受到損傷后，需要通過(guò)成纖維細(xì)胞的遷移分化來(lái)重新合成膠原纖維，以此修復(fù)受損的組織，在修復(fù)過(guò)程中依損傷的大小而有不同程度的瘢痕形成。因此，若能提供一種可在創(chuàng)面的愈合過(guò)程中附著于創(chuàng)面上的支架材料，以此誘導(dǎo)各種細(xì)胞的浸潤(rùn)生長(zhǎng)、促進(jìn)真皮組織的修復(fù)，則能夠更有效地覆蓋創(chuàng)面、改善愈合速度及質(zhì)量。人工真皮是一種以支架材料作為主要成分、采用組織工程方法體外人工制備而來(lái)的工程化皮膚替代物。在移植到創(chuàng)面后，它能夠允許自體細(xì)胞遷入并于其中生長(zhǎng)分化，形成新生真皮樣組織；同時(shí)支架材料自身逐漸降解吸收，最終為新生組織所取代。

膠原是哺乳動(dòng)物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，具有無(wú)毒、易吸收、生物相容性好、易加工等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)也存在如降解速度快、機(jī)械強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中常采用物理及化學(xué)方法對(duì)膠原進(jìn)行交聯(lián)以提高機(jī)械強(qiáng)度，也可將膠原與其他材料相互復(fù)合對(duì)膠原進(jìn)行改性。同時(shí)，膠原纖維作為真皮細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的主要成分，是皮膚物理性質(zhì)以及真皮生理功能的主要來(lái)源，對(duì)創(chuàng)面愈合過(guò)程中的細(xì)胞活動(dòng)、細(xì)胞因子分泌等環(huán)節(jié)有重要的調(diào)控作用。因此，膠原材料廣泛用于人工真皮的制作。本文對(duì)膠原基人工皮膚的臨床應(yīng)用進(jìn)展作一回顧。

1 臨床應(yīng)用的進(jìn)展

20世紀(jì)80年代由Integra LifeSciences公司開(kāi)發(fā)的Integra?是第一種應(yīng)用于臨床的人工真皮，也是膠原基人工真皮的典型代表。它由牛肌腱中提取的Ⅰ型膠原與6-硫酸軟骨素交聯(lián)而成，表面覆以硅膠膜作為臨時(shí)的表皮替代物并起隔離作用。以Integra?為代表的此類產(chǎn)品的使用方法是基本一致的：創(chuàng)面清創(chuàng)后移植人工真皮并穩(wěn)妥固定，待2～4周支架材料被浸潤(rùn)生長(zhǎng)的各種細(xì)胞充分填充（血管化）后，移除外側(cè)硅膠膜并行二次手術(shù)移植刃厚皮片（split-thickness skin grafts，STSG）或培養(yǎng)的自體表皮細(xì)胞膜片（cultured epidermal autografts，CEAs）。Integra?推出后，即用于燒傷患者的治療，相對(duì)于直接移植自體組織或CEAs，Integra?不僅簡(jiǎn)化了治療流程、也減少了供區(qū)損傷，新生組織外觀及性能均好于既往治療方法?；仡櫺匝芯匡@示Integra?可在創(chuàng)面上穩(wěn)定存在，有利于細(xì)胞的浸潤(rùn)生長(zhǎng)、易于血管化，在治療大面積燒傷創(chuàng)面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在治療增生性瘢痕方面也有顯著的效果。自Integra?之后，又有多種類型的膠原基人工真皮問(wèn)世。文獻(xiàn)報(bào)告中常見(jiàn)的有：Matriderm?（牛真皮提取的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原與彈性蛋白聚合的網(wǎng)狀支架）、Pelnac?（附有硅膠膜的豬源去端肽膠原海綿）、Terudermis?（附有硅膠膜的牛源去端肽膠原海綿）、Allo-Derm?（人脫細(xì)胞真皮基質(zhì)）、Apligraf?（植入新生兒成纖維細(xì)胞與角質(zhì)形成細(xì)胞的牛Ⅰ型膠原海綿支架）。這些膠原基人工真皮，在大面積燒傷創(chuàng)面的個(gè)案報(bào)道和多病例的回顧研究中，顯示出了在初期的搶救、后期外形修整及功能康復(fù)上的良好臨床效果。

1.1 對(duì)各種類型皮膚缺損創(chuàng)面的治療 人工真皮的最初設(shè)計(jì)目的就是為了解決燒傷患者大面積皮膚缺損的治療與自體組織供區(qū)相對(duì)不足之間的矛盾，在投入臨床使用后已獲得了滿意效果。在后續(xù)的發(fā)展過(guò)程中，臨床工作者嘗試將人工真皮應(yīng)用于其他類型皮膚缺損創(chuàng)面的治療，取得了一定的成果。

1.1.1 皮膚潰瘍的治療 臨床常見(jiàn)的皮膚潰瘍包括糖尿病潰瘍、靜脈性潰瘍、壞疽性膿皮病潰瘍等。因其通常合并局部血管病變致病程慢性化，常規(guī)的治療方法往往不能獲得滿意的效果，而采用人工真皮治療之后效果顯著。Canonico等［1］回顧了對(duì)26例因血管病變引起的大面積慢性下肢潰瘍患者使用Integra?的治療情況，在清創(chuàng)并移植人工真皮后，患者的主觀感受即有明顯改善；治療后4周內(nèi)所有患者創(chuàng)面均獲愈合，隨訪1年無(wú)人復(fù)發(fā)，證明應(yīng)用人工真皮是有效治療靜脈性潰瘍的方法。與結(jié)締組織病相關(guān)的皮膚潰瘍?cè)诒Ｊ刂委熛码y于愈合，因其通常合并局部慢性炎癥及感染、致局部血管病變循環(huán)障礙，愈合后也有較高的復(fù)發(fā)可能性。在Matsuda等［2］的病例報(bào)告中，一名女性因患皮肌炎相關(guān)性皮膚潰瘍，保守治療2個(gè)月無(wú)效，經(jīng)清創(chuàng)后移植Terudermis?并于14d后行二次手術(shù)治愈潰瘍，術(shù)后6月隨訪無(wú)復(fù)發(fā)。Jones等［3］于2013年進(jìn)行的一項(xiàng)綜合了17個(gè)隨機(jī)對(duì)照研究的系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：使用組織工程皮膚可有效提升靜脈性潰瘍的治愈率，可作為常規(guī)外科治療法難于實(shí)施時(shí)的備選方法。

1.1.2 創(chuàng)傷及手術(shù)后皮膚缺損的治療 瘢痕、巨痣、紋身、腫瘤等病變?cè)谑中g(shù)切除后及創(chuàng)傷造成的皮膚撕脫通常會(huì)造成難于直接拉攏縫合的大創(chuàng)面，通常需要通過(guò)自體皮膚移植或者軟組織擴(kuò)張方法來(lái)治療。移植人工真皮為治療這類缺損提供了一個(gè)新的方法。目前為止，已有多名研究者的病例報(bào)告證實(shí)移植人工真皮是治療多種良性及惡性皮膚腫瘤（如鱗狀細(xì)胞癌、基底細(xì)胞癌、巨型色素痣［4］、黑色素瘤［5］、隆突性皮膚纖維肉瘤等）在行根治性切除術(shù)后繼發(fā)創(chuàng)面的有效手段。在瘢痕整形方面的回顧性研究表明：人工真皮用于瘢痕的整復(fù)治療近期效果良好；同時(shí)長(zhǎng)期隨訪顯示使用人工真皮生成的新生皮膚在外觀與質(zhì)地上與正常皮膚接近［6］。

1.1.3 伴有骨骼、肌腱等深部組織暴露創(chuàng)面的治療 此類創(chuàng)傷通常由高能理化因素、或嚴(yán)重感染造成，同時(shí)合并多量軟組織缺損。一般而言，單純肌腱外露創(chuàng)面軟組織損傷情況相對(duì)較輕、基底組織血運(yùn)有一定保障，清創(chuàng)后直接應(yīng)用人工真皮覆蓋創(chuàng)面是可行的做法。Shores等［7］和Yeong等［8］的回顧性研究均提示移植人工真皮可有效修復(fù)創(chuàng)傷、潰瘍、腫瘤切除等引起的肌腱外露創(chuàng)面。Murray等［9］對(duì)29例患者行標(biāo)準(zhǔn)橈側(cè)前臂游離皮瓣切取術(shù)后的醫(yī)源性肌腱外露創(chuàng)面給予Integra?覆蓋并擇期行STSG 移植，術(shù)后外觀及功能恢復(fù)良好。

骨外露創(chuàng)面的軟組織缺損情況相對(duì)嚴(yán)重，基底血運(yùn)差、缺少活細(xì)胞。在骨膜存活的情況下可考慮直接移植AD，否則需要清除外側(cè)失活骨皮質(zhì)或鉆孔至滲血為止。Yeong等［10］應(yīng)用Integra?對(duì)2例因燒傷致頭皮缺損、大面積顱骨外露患者進(jìn)行治療，術(shù)后愈合良好，隨訪1年無(wú)破裂潰爛等異常情況發(fā)生。證明了使用人工真皮修復(fù)骨外露創(chuàng)面的可行性。其他研究也證實(shí)了人工真皮用于治療全層頭皮缺損致顱骨外露［11-12］，燒傷致脛骨外露［13］等造成的骨外露創(chuàng)面的可行性。

值得注意的是，骨骼與肌腱作為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，其功能狀況對(duì)評(píng)價(jià)治療效果至關(guān)重要。移植人工真皮治療在封閉創(chuàng)面上效果尚好，但缺乏正常組織層次，相比皮瓣／組織瓣移植術(shù)愈后功能差。因此現(xiàn)有的研究與病例報(bào)告中，移植AD 療法主要應(yīng)用于非功能部位的骨骼／肌腱外露創(chuàng)面；即使是非功能部位，在發(fā)生嚴(yán)重破壞局部組織結(jié)構(gòu)并可能導(dǎo)致微生物深部定植的創(chuàng)傷（如符合Gustilo-Anderson分型Ⅲ型及以上的開(kāi)放性骨折）時(shí)，AD 在局部創(chuàng)面無(wú)法血管化［14］，仍需行皮瓣轉(zhuǎn)移術(shù)封閉創(chuàng)面。

1.1.4 在整形修復(fù)外科中的應(yīng)用 Tsoutsos等［15］在2011年回顧性分析了1 例使用瘢痕松解、皮膚擴(kuò)張聯(lián)合Integra?移植，成功糾正胸部燒傷后畸形并重建乳房的病例及其他使用人工真皮進(jìn)行重建的病例，并指出：人工真皮及皮膚擴(kuò)張的聯(lián)合治療行之有效，是修復(fù)胸腹部大面積傷后畸形的有效手段。多個(gè)病例報(bào)告顯示：移植人工真皮可有效治療皮膚軟組織感染壞死［16-17］及壞死性筋膜炎［18］等感染性疾病造成的大面積創(chuàng)面。此外，人工真皮也被報(bào)道應(yīng)用于口腔骨纖維瘤切除后創(chuàng)面的修復(fù)［19］、口腔黏膜及唇部組織缺損的修復(fù)［20］、缺損指尖的重建［21］、手部深度燒傷的治療與功能重建［22］、胎兒脊膜膨出的治療［23］以及一些可引發(fā)大面積皮膚損傷的罕見(jiàn)疾病的治療［24-25］，均獲得良好的治療效果。

1.2 與負(fù)壓吸引治療的聯(lián)合使用及組織工程化改造 無(wú)細(xì)胞的人工真皮在移植后需要較長(zhǎng)的時(shí)間（通常2～3周，最長(zhǎng)可達(dá)36d）等待細(xì)胞遷入生長(zhǎng)以完成支架的血管化，期間存在較高的感染風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)需要二次手術(shù)移植表皮成分、延長(zhǎng)了治療周期；愈合后在傷口邊緣仍存在不同程度的瘢痕收縮。若能有效縮短血管化所用時(shí)間、或者在移植人工真皮時(shí)能同時(shí)附帶表皮組分，則可減少血管化延遲、移植物脫落、局部感染、瘢痕形成等并發(fā)癥的發(fā)生率。

1.2.1 與負(fù)壓吸引治療的聯(lián)合使用 負(fù)壓封閉引流技術(shù)（vacuum sealing drainage，VSD）與負(fù)壓封閉輔助傷口閉合治療（vacuum-assisted closure，VAC）的工作原理基本一致，其持續(xù)的負(fù)壓吸引帶來(lái)的引流效果可充分清除創(chuàng)面的滲出物和壞死組織、促進(jìn)愈合過(guò)程中的細(xì)胞活動(dòng)，并在一定程度上改善創(chuàng)基血供，同時(shí)對(duì)創(chuàng)面有著吸附固定作用。既往的回顧性研究結(jié)果提示對(duì)接受人工真皮移植的患者聯(lián)合使用負(fù)壓治療可顯著提高人工真皮附著率，減少血管化的時(shí)間。臨床實(shí)踐的結(jié)果顯示：在燒傷后殘留瘢痕的治療中聯(lián)合使用人工真皮及負(fù)壓吸引可以有效減少治療時(shí)間、改善治療效果并緩解患者因局部制動(dòng)造成的不適感。對(duì)于存在骨外露及軟組織缺損的復(fù)雜創(chuàng)面，VAC及人工真皮的聯(lián)合使用具有更快的血管化速度，相比單用負(fù)壓吸引提供了比肉芽組織更優(yōu)的創(chuàng)基。2011年Eo等［26］的一項(xiàng)回顧性研究顯示：Terudermis?／Pelnac?與VAC的聯(lián)合使用可加速血管化，且因VAC 減少滲出及血腫形成、附帶機(jī)械附著與制動(dòng)效果，可減少并發(fā)癥的發(fā)生。

1.2.2 使用細(xì)胞／細(xì)胞因子的組織工程化改造 細(xì)胞是組織再生／修復(fù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，將“種子細(xì)胞”植入支架材料中，可以促進(jìn)支架的血管化過(guò)程、改善愈合后的外觀和性能。Dermagraft?是第一種商品化的細(xì)胞復(fù)合型人工真皮。將新生兒包皮組織中提取的異體成纖維細(xì)胞（fibroblasts，F(xiàn)b）種植于聚乙酸／聚乳酸網(wǎng)狀支架中、經(jīng)體外培養(yǎng)得到含有膠原及各種生長(zhǎng)因子的真皮基質(zhì)。臨床試驗(yàn)證實(shí)，Dermagraft?能有效治療糖尿病患者的慢性下肢潰瘍，治愈率及創(chuàng)面愈后質(zhì)量均好于傳統(tǒng)的無(wú)細(xì)胞真皮基質(zhì)。雖然它并未使用膠原作為支架材料，但其成功為后續(xù)的研發(fā)提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。Apligraf?是由Bell等開(kāi)發(fā)出的第一種復(fù)合細(xì)胞的組織工程化全層皮膚，含有新生兒來(lái)源的異體Fb與異體角質(zhì)形成細(xì)胞（keratinocytes，Kc）。由于含有2種愈合過(guò)程中的主要細(xì)胞，Apligraf?在外形、結(jié)構(gòu)、生物學(xué)性能及代謝方面都與人體皮膚相近，且避免了需二次手術(shù)移植表皮成分的缺陷。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與臨床試驗(yàn)中都被證明具有良好的療效，愈合后的外觀及性能好于自體皮膚移植。

使用動(dòng)物源的膠原材料和同種異體的細(xì)胞構(gòu)建的人工真皮存在免疫排斥、細(xì)胞功能差異及傳播疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并且細(xì)胞來(lái)源及數(shù)量也受明顯限制。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)［27］顯示：人Fb生成的膠原基質(zhì)（如AlloDerm?）較合成材料及動(dòng)物源膠原能更有效促進(jìn)真皮組織再生及新生血管形成，自體細(xì)胞較同種異體細(xì)胞排斥反應(yīng)輕、細(xì)胞功能更好。Han等［28］回顧了29例行基底細(xì)胞癌根治術(shù)后殘留創(chuàng)面的患者使用人工真皮的治療情況，研究結(jié)果證實(shí)使用植入自體Fb的AD 治療創(chuàng)面可有效促進(jìn)組織的再生，顯著改善愈后性狀、并減少收縮性瘢痕形成。Morimoto等［29］在研究中回顧了對(duì)慢性下肢潰瘍患者使用植入自體Fb的Pelnac的治療效果，證實(shí)復(fù)合自體Fb的復(fù)合真皮可有效治療難治性潰瘍創(chuàng)面。

傷口的愈合過(guò)程中，細(xì)胞的活動(dòng)受到多種細(xì)胞因子的調(diào)控。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2（FGF-2／bFGF）可通過(guò)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞與Fb的增殖來(lái)加速血管化及基質(zhì)生成，現(xiàn)已推出bFGF的商品化噴霧劑產(chǎn)品并應(yīng)用于臨床。回顧性研究顯示：在使用人工真皮覆蓋創(chuàng)面的基礎(chǔ)上，bFGF輔助治療組的創(chuàng)面愈后形成瘢痕較少，新生組織的含水量及彈性也明顯高于常規(guī)治療組；但因藥物半衰期短，創(chuàng)面給藥過(guò)程煩瑣，同時(shí)增加了感染、人工真皮脫落等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。Morimoto等［30-32］在系列研究中構(gòu)建了可緩釋bFGF 的膠原-明膠支架材料，將其用于下肢慢性潰瘍的試驗(yàn)性治療，17 人中有16 人獲得了良好效果。Lohmeyer等［33］則利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)造了可表達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（VEGF）的Fb及表達(dá)血小板源性生長(zhǎng)因子BB（PDGF-BB）的Kc，將其與Integra?聯(lián)合使用構(gòu)建組織工程全層皮膚，裸鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí)其可有效減少創(chuàng)面收縮、促進(jìn)愈合，并且生成分化良好的新生表皮和真皮，在使用過(guò)程中無(wú)需追加其余藥物。除bFGF 外，目前還有其他研究者嘗試將PDGF、VEGF等生長(zhǎng)因子與AD 聯(lián)合使用，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了初步成果，但距臨床實(shí)用仍有距離。

2 總 結(jié)

現(xiàn)有的皮膚替代物產(chǎn)品雖然被稱為人工真皮或人工皮膚，但其本質(zhì)上是一種可供自體細(xì)胞／植入的種子細(xì)胞生長(zhǎng)于其中的臨時(shí)性支架物質(zhì)，可視為具備生物活性的敷料；本身并不能作為受損皮膚的即時(shí)全功能替代物，在柔韌性、機(jī)械性能方面同天然皮膚仍有較大的差距；新生的皮膚樣組織僅能起覆蓋作用，缺乏皮膚附屬器、免疫細(xì)胞和神經(jīng)末梢，也不具備體溫調(diào)節(jié)、免疫反應(yīng)、物質(zhì)代謝以及感覺(jué)等主要功能?？傮w來(lái)說(shuō)，仍屬于創(chuàng)面敷料范疇。盡管與理想的皮膚替代物尚有差異，研究者們?nèi)匀惶剿鞒隽薃D 的一些新臨床應(yīng)用指證與方法，為傳統(tǒng)的治療方法提供了良好的備選和替代方案。若能在構(gòu)建轉(zhuǎn)基因種子細(xì)胞、調(diào)控干細(xì)胞發(fā)育及尋找新的支架材料等方面有所突破，未來(lái)將可獲得更有效的新一代人工皮膚替代物。

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