負壓創(chuàng)面療法在慢性創(chuàng)面修復(fù)中的研究進展

鄭軍杰，晁生武

(青海大學(xué)附屬醫(yī)院燒傷整形外科，青海 西寧)

0 引言

創(chuàng)面修復(fù)是指機體在受到外界致傷因素和(或)自身內(nèi)在因素作用下形成皮膚完整性破壞[1]后，由中性粒細胞、巨噬細胞等炎癥細胞和血管內(nèi)皮細胞、表皮細胞以及成纖維細胞與細胞外基質(zhì)等參與[2]，經(jīng)過炎癥、新組織形成及修復(fù)三個重疊的過程[3]，完成的一系列病理生理的生物學(xué)修復(fù)過程。慢性創(chuàng)面的修復(fù)是目前創(chuàng)面修復(fù)的重點及難點，負壓創(chuàng)面療法最早由美國維克森林醫(yī)學(xué)院的Louis Argenta 和Michael Morykwas 于1989 年開始研究后[4]，被廣泛應(yīng)用于臨床慢性創(chuàng)面的修復(fù)，并取得了較為理想的效果。

1 慢性創(chuàng)面的形成機制

慢性創(chuàng)面目前尚無明確定義，目前臨床中較為公認的定義多指因各種原因形成的經(jīng)1 個月以上治療未能愈合，也無愈合傾向的創(chuàng)面[5]。慢性創(chuàng)面的形成機制復(fù)雜，創(chuàng)面愈合過程中任一階段受到影響，均可能導(dǎo)致創(chuàng)面延期愈合[6]，形成慢性創(chuàng)面。本文中主要從創(chuàng)面微循環(huán)、炎癥反應(yīng)、細胞外基質(zhì)幾個方面進行綜述。

1.1 創(chuàng)面微循環(huán)

微循環(huán)是指微動脈和微靜脈之間的血液循環(huán)，主要通過微動脈與微靜脈間的多種血管通路進行血液和組織之間的物質(zhì)交換，將營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣由動脈血管運送至局部組織，將代謝廢物從組織局部經(jīng)靜脈系統(tǒng)排出體外[7]。當(dāng)創(chuàng)面微循環(huán)障礙時，組織間物質(zhì)交換將受到影響，限制營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣進入周圍細胞[8]，及導(dǎo)致局部組織水腫[7]，進一步導(dǎo)致創(chuàng)面肉芽生長障礙，及致使創(chuàng)面細胞凋亡。而血管內(nèi)皮細胞的凋亡，又反過來進一步加重微血管障礙[13]，從而形成一個惡性循環(huán)，致使創(chuàng)面遷延不愈形成慢性創(chuàng)面。目前已有多項研究證實，微循環(huán)障礙是影響多種慢性創(chuàng)面正常愈合的重要原因之一[9,10]。

1.2 炎癥反應(yīng)

炎癥反應(yīng)是機體在內(nèi)外界致炎因子作用下產(chǎn)生的一種血管與細胞的病理性免疫反應(yīng)，它保護身體免受侵害，在創(chuàng)面修復(fù)中起到了重要作用。在炎癥反應(yīng)早期，血源性炎癥細胞，如中性粒細胞、巨噬細胞等，會遷移到傷口部位，通過產(chǎn)生蛋白消化酶、自由基及自身吞噬作用，來清除創(chuàng)面細菌及壞死組織，達到自清創(chuàng)的目的，以及誘導(dǎo)合成一些細胞生長因子，促進組織細胞生長以恢復(fù)創(chuàng)面正常結(jié)構(gòu)[11]。在慢性創(chuàng)面，大量炎癥細胞仍持續(xù)募集，分泌促炎因子及蛋白酶級聯(lián)型促進炎癥反應(yīng)以及降解創(chuàng)面新生成組織，而抗炎因子及蛋白酶抑制劑表達水平均下降[12]。研究表明[13]，微循環(huán)障礙可導(dǎo)致炎癥反應(yīng)發(fā)生，而過激的炎癥反應(yīng)又會導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞損害，加重創(chuàng)面的微循環(huán)障礙。創(chuàng)面細菌定植也是誘發(fā)創(chuàng)面炎癥反應(yīng)的主要原因之一，而慢性創(chuàng)面的細菌感染常以細菌生物膜的形式存在，細菌生物膜的形成致使創(chuàng)面細菌難以用常規(guī)治療方式清除，導(dǎo)致創(chuàng)面處于慢性持續(xù)性炎癥狀態(tài)，影響創(chuàng)面如期愈合[14]。

1.3 細胞外基質(zhì)

細胞外基質(zhì)是由細胞合成然后分泌到細胞外間質(zhì)的生物大分子物質(zhì)，主要由膠原蛋白、非膠原蛋白、彈性蛋白、蛋白聚糖與氨基聚糖等5 類物質(zhì)組成，用以構(gòu)成使細胞駐留的生物網(wǎng)架結(jié)構(gòu)[15]。研究表明[16,17]，細胞外基質(zhì)還可以通過自身作為信號因子，以及參與調(diào)控部分生長因子轉(zhuǎn)導(dǎo)，影響細胞增殖及組織生長。LAIVA AL[18]等人研究發(fā)現(xiàn)細胞外基質(zhì)可與攜帶編碼生長因子基因顆粒結(jié)合來促進血管再生。Adams Josephine C 等人研究[19]認為細胞外基質(zhì)還通過細胞骨架的粘附調(diào)節(jié)或反粘附作用促進細胞遷移或形態(tài)變化，從而促進創(chuàng)面修復(fù)。研究表明[20]，慢性創(chuàng)面的細胞外基質(zhì)明顯低于正常急性創(chuàng)面，這可能與慢性創(chuàng)面中存在蛋白酶的高活性及蛋白酶抑制劑生成缺乏有關(guān)。這種蛋白酶的失衡導(dǎo)致細胞外基質(zhì)中的纖維蛋白和纖維鏈接蛋白等成分被降解大于合成[12]，影響創(chuàng)面修復(fù)。

慢性創(chuàng)面的形成過程中，各階段的影響也并不是獨立分開的，各種影響因素互相作用。如上文所述，創(chuàng)面微循環(huán)障礙會導(dǎo)致炎癥反應(yīng)形成，過激的炎癥反應(yīng)又會破壞血管內(nèi)皮細胞及降解細胞外基質(zhì)，細胞外基質(zhì)的破壞也會影響創(chuàng)面微血管形成，進而影響創(chuàng)面微循環(huán)。各種影響因素互相穿插作用，形成級聯(lián)式反應(yīng)，致使創(chuàng)面遷延不愈。

2 負壓創(chuàng)面療法

負壓創(chuàng)面療法通過使創(chuàng)面處于持續(xù)或者間接的負壓狀態(tài)[21]，促進創(chuàng)面愈合。有研究表明[22]，負壓創(chuàng)面療法可增加創(chuàng)面局部血流改善微循環(huán)、降低創(chuàng)面細菌改善創(chuàng)面炎癥反應(yīng)、促進成纖維細胞生長及細胞外基質(zhì)生成等療效。負壓創(chuàng)面治療在慢性創(chuàng)面治療的臨床應(yīng)用中，也被廣泛證明能有效促進慢性創(chuàng)面愈合[23,24]。

2.1 改善微循環(huán)

研究表明[25]，負壓創(chuàng)面療法可以通過機械力張力傳導(dǎo)至細胞黏著斑，以及通過改變細胞骨架，誘導(dǎo)內(nèi)皮祖細胞增殖分化為血管內(nèi)皮細胞，促進微血管形成，改善創(chuàng)面微循環(huán)。負壓創(chuàng)面療法可以通過刺激低氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)/血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)通路增加循環(huán)內(nèi)皮祖細胞的數(shù)量，從而促進血管生成[26]。堿性成纖維細胞生長因子(b-FGF)是一種有效血管生成誘導(dǎo)劑，目前也有多種研究表明[27]，負壓創(chuàng)面療法可以促進慢性創(chuàng)面中b-FGF 的表達，進而促進血管生成。負壓創(chuàng)面療法促進血管生成及牽拉深層的組織血管導(dǎo)致氧合增加的高灌注，向組織輸送氧氣和重要的營養(yǎng)物質(zhì)。Kairinos 等人提出[28]負壓創(chuàng)面療法可對傷口組織產(chǎn)生壓縮力，這種壓縮力是減少水腫的關(guān)鍵因素，除了產(chǎn)生壓縮力減輕創(chuàng)面水腫外，負壓創(chuàng)面療法還可以產(chǎn)生一種收縮力，使創(chuàng)面?zhèn)谑湛s。研究表明[29]，負壓創(chuàng)面療法可以通過去除多余的液體較輕創(chuàng)面水腫，從而打開毛細血管，恢復(fù)傷口的血流，以及水腫減輕增加了流體流速，從而減少血漿滲出，并將細胞外液吸進血管，進一步減輕間質(zhì)水腫，導(dǎo)致周圍組織灌注增加，促進創(chuàng)愈合。

2.2 調(diào)控創(chuàng)面炎癥反應(yīng)

研究表明[30]，負壓創(chuàng)面療法治療后創(chuàng)面蛋白酶表達較治療前顯著下降，而蛋白酶抑制劑表達顯著上升。Eisenhardt SU 等人[31]通過CD68 標記巨噬細胞檢測炎癥細胞浸潤，以及RT-PCR 檢測炎癥標志物白細胞介素-1b (IL-1b)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)表達水平，證實負壓創(chuàng)面療法可顯著減少炎癥細胞的遷移及降低炎性細胞因子的表達。這可能與上文所述負壓創(chuàng)面療法可以清除創(chuàng)面代謝廢物有關(guān)，代謝廢物含中有高水平的腐蝕性蛋白酶、細胞因子等致炎因子，負壓創(chuàng)面療法可以通過去除這些致炎因子從而控制創(chuàng)面慢性炎癥反應(yīng)。高細菌負荷會干擾傷口愈合的過程，創(chuàng)面細菌定植使創(chuàng)面愈合長期停滯于炎癥反應(yīng)期，不能進入增生期，目前已有多個臨床研究證明負壓創(chuàng)面治療減少創(chuàng)面細菌數(shù)量方面有良好的作用。Steingrimsson 等人[32]的研究表明應(yīng)用創(chuàng)面負壓療法治療慢性創(chuàng)面與傳統(tǒng)治療組相比，創(chuàng)面感染率更低。Saadi等人[33]的研究表明應(yīng)用負壓創(chuàng)面療法有助于控制創(chuàng)面感染。創(chuàng)面負壓治療在封閉環(huán)境下通過負壓抽吸作用，及時清除創(chuàng)面細菌，減少創(chuàng)面細菌負荷。有研究[34]通過對大量慢性創(chuàng)面患者的創(chuàng)面組織行細菌學(xué)培養(yǎng)分析，證明創(chuàng)面負壓療法對于清除創(chuàng)面細菌生物膜有明確療效，可以通過抗創(chuàng)面細菌生物膜，促進慢性創(chuàng)面愈合。

2.3 促進細胞外基質(zhì)生成

國內(nèi)外已有多種報道證實[24]，對慢性創(chuàng)面予以負壓創(chuàng)面療法治療，檢測治療前后創(chuàng)面肉芽組織中血小板源生長因子(PDGF)及轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)的含量，結(jié)果證明負壓創(chuàng)面療法可以明顯提高PDGF 及TGF-β1 的表達，而PDGF及TGF-β1 可以促進細胞外基質(zhì)的合成，促進創(chuàng)面愈合。Daigle P 等人認為[35]，負壓創(chuàng)面療法設(shè)備在傷口表面使用的界面材料(泡沫或紗布)，這些填充材料產(chǎn)生吸力，導(dǎo)致創(chuàng)面組織被吸入填充材料的孔隙中產(chǎn)生機械應(yīng)變力，而這種機械應(yīng)力可以增加轉(zhuǎn)化生長因子β1 (TGF-β1)的激活，進而促進細胞外基質(zhì)增殖和肉芽組織形成。而負壓創(chuàng)面療法設(shè)備引起另一種類型的組織變形發(fā)生在創(chuàng)面的邊緣引起傷口收縮，這種組織變形可以刺激肌成纖維細胞分化，而人肌腱成纖維細胞受到機械拉伸后，又進一步促進PDGF、TGF-β 的表達，進而促進細胞外基質(zhì)生成。研究表明[36]，由于負壓創(chuàng)面療法應(yīng)用的填充材料對創(chuàng)面施加變形力，導(dǎo)致創(chuàng)面細胞由于細胞骨架受到機械拉伸作用而增殖，整合素是細胞基質(zhì)內(nèi)的黏附物，它作為應(yīng)變劑觸發(fā)機械受體信號通路，改變包括myc、c-jun和Bcl-2 的基因表達，進而增加了細胞有絲分裂的速率，以及增加細胞外基質(zhì)(ECM)的編碼基因表達。如上文所述，負壓創(chuàng)面療法也可以通過清除創(chuàng)面包括蛋白酶在內(nèi)的代謝廢物，致使創(chuàng)面蛋白酶等含量顯著下降，及蛋白酶抑制劑表達顯著上升，致使細胞外基質(zhì)中的合成大于降解，促進慢性創(chuàng)面愈合。

負壓創(chuàng)面治療促進慢性創(chuàng)面愈合的各種作用機制也并不是各自獨立分開的，而是相互作用密不可分的，它們之間的相互作用促進多種慢性創(chuàng)面的愈合[25]。

3 總結(jié)與展望

慢性創(chuàng)面已經(jīng)成為臨床外科治療的重點及難點問題，隨著人口老齡化的進程，慢性創(chuàng)面的發(fā)病率逐年增高，慢性創(chuàng)面的遷延難愈給患者造成身體上的痛苦及經(jīng)濟上的壓力。負壓創(chuàng)面療法自1993 年由Fleischman 首次在創(chuàng)面應(yīng)用后[37]，為慢性創(chuàng)面治療帶來了新的思路，在臨床中廣泛應(yīng)用于慢性創(chuàng)面修復(fù)并取得了較好的療效。目前已有大量臨床實驗證實負壓創(chuàng)面療法對慢性創(chuàng)面的治療有明顯作用，但是其治療的理論機制仍有許多方面需要進一步深入研究。