人工真皮在創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)展

趙 遠(yuǎn)，閔定宏，郭光華，陳子清

(南昌大學(xué)a.研究生院醫(yī)學(xué)部； b.第一附屬醫(yī)院燒傷與創(chuàng)面修復(fù)中心，南昌 330006)

人工真皮是一種用組織工程學(xué)方法構(gòu)建的可降解的真皮替代物，其最早是由美國科學(xué)家YANNAS等[1]于1980年研發(fā)的一種膜狀人工皮，隨著研究的不斷深入，目前國內(nèi)外人工真皮相關(guān)的產(chǎn)品有Integra、Pelnac(皮耐克)、Lando(蘭度)、ProDerm、Renoskin、Matriderm和Terudermis等[2-3]。人工真皮的主要成分是從動(dòng)物組織中提取加工的膠原類支架材料，其基本的修復(fù)機(jī)制是借助膠原海綿的網(wǎng)狀支架結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)毛細(xì)血管(粗細(xì)約10 μm)和成纖維細(xì)胞(大小約為20 μm)等成分快速有序長入，2～3周膠原海綿逐漸降解，經(jīng)血管化形成血運(yùn)良好的類真皮組織，為皮膚移植創(chuàng)造條件，從而高質(zhì)量地修復(fù)創(chuàng)面。國產(chǎn)的蘭度和進(jìn)口的皮耐克是目前國內(nèi)臨床常用的人工真皮材料。以皮耐克人工真皮產(chǎn)品為例，其主要成分是從豬的肌腱中提取的膠原蛋白，通過端肽酶去除端肽，加工成組織相容性高、抗原性極低的無末端膠原蛋白。雙層皮耐克由上層的硅膠膜和下層的膠原蛋白海綿層組成，上層可防止干燥、防止感染、保護(hù)創(chuàng)面，下層是多孔三維立體支架結(jié)構(gòu)(孔徑70～110 μm)。單層皮耐克為單純膠原蛋白海綿層。人工真皮起初用于治療深度燒傷創(chuàng)面，經(jīng)不斷改進(jìn)和發(fā)展，現(xiàn)逐漸用于各種原因造成的皮膚軟組織缺損[4]，因上述優(yōu)點(diǎn)明顯，目前臨床應(yīng)用廣泛。

創(chuàng)面修復(fù)涉及由多種原因引起的復(fù)雜疾病，如深度燒傷、創(chuàng)傷、放射傷、血管性疾病、壓力性損傷及糖尿病足等，往往造成大面積皮膚損傷，肌肉、肌腱、甚至骨骼外露，加之部分合并基礎(chǔ)代謝性疾病，使創(chuàng)面遷延不愈[5]，傳統(tǒng)的創(chuàng)面修復(fù)手段存在著各自的弊端，人工真皮材料提供真皮再生支架，有效引導(dǎo)新的類真皮組織再生，為創(chuàng)面修復(fù)提供了新選擇。筆者通過閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)及結(jié)合自身臨床經(jīng)驗(yàn)，對(duì)人工真皮(皮耐克)在創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用作綜述。

1 人工真皮修復(fù)深度燒傷創(chuàng)面

燒傷是常見的突發(fā)意外傷害，是指由多種熱力所引起的組織損害，包括火焰燒傷、燙傷、高壓電燒傷、化學(xué)燒傷、熱壓傷等。深Ⅱ度和Ⅲ度燒傷傷及真皮乳頭層以下，稱為深度燒傷[6]。深度燒傷壞死組織多，往往造成皮膚嚴(yán)重?fù)p傷，皮膚將失去再生能力。對(duì)于深度燒傷主要的治療方法是自體中厚皮移植，但有一定的局限性，如愈合后色素沉著、瘢痕攣縮、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限以及取皮區(qū)愈合時(shí)間長、瘢痕增生等。人工真皮最初設(shè)計(jì)用于通過誘導(dǎo)真皮再生來治療大面積深度燒傷，其作為真皮替代物在深度燒傷治療中的應(yīng)用，為保持正常真皮的特性帶來了新的希望[7]。筆者認(rèn)為，功能部位深度燒傷創(chuàng)面使用人工真皮修復(fù)，可減少關(guān)節(jié)周圍的瘢痕組織發(fā)生，防止關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)受限、改善活動(dòng)功能。于攀等[8]使用人工真皮成功修復(fù)7例90%以上體表面積深度燒傷患者膝部創(chuàng)面，隨訪2年，局部瘢痕增生輕，移植區(qū)外觀功能與正常皮膚接近，無水泡和破潰創(chuàng)面，膝關(guān)節(jié)活動(dòng)自如。李廷等[9]使用人工真皮+刃厚皮二步法修復(fù)深度燒傷削痂或清創(chuàng)后創(chuàng)面，能達(dá)到中厚皮或全層皮的修復(fù)效果，且供皮區(qū)愈合快，不留瘢痕。HICKS等[10]對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，使用人工真皮修復(fù)1084例深度燒傷患者創(chuàng)面，最常見的并發(fā)癥是感染，創(chuàng)面愈合后的功能和美學(xué)效果均得到有效改善。需要注意的是，大面積深度燒傷往往合并全身多處感染，需警惕人工真皮感染壞死，此外，患者全身狀況差，可能會(huì)延長人工真皮血管化時(shí)間。

2 人工真皮修復(fù)全層皮膚損傷創(chuàng)面

全層皮膚損傷導(dǎo)致真皮及皮下軟組織缺損，常見原因很多，如各種外傷導(dǎo)致皮膚軟組織損傷、皮膚腫物切除后的缺損、壞死性筋膜炎、Ⅲ期壓力性損傷等。目前常利用全厚皮移植、各種皮瓣及皮膚移植物覆蓋等修復(fù)全層皮膚損傷創(chuàng)面，但是存在皮片成活不佳、供區(qū)損傷大、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高、瘢痕明顯、皮瓣外形臃腫等不足[11]。當(dāng)創(chuàng)面不大時(shí)可使用人工真皮+后期創(chuàng)面換藥，通過類真皮組織自行上皮化封閉創(chuàng)面，提高愈合質(zhì)量。LOU等[12]研究發(fā)現(xiàn)，人工真皮通過支架的血管化可誘導(dǎo)上皮組織再生，加速皮膚附件細(xì)胞的增殖和分化，從而促進(jìn)皮膚附屬器再生，在修復(fù)全層皮膚軟組織缺損方面效果顯著。FANG等[13]使用人工真皮聯(lián)合負(fù)壓創(chuàng)面治療技術(shù)(NPWT)及自體薄層皮片移植重建陰囊和陰莖的皮膚撕脫傷，在出院后3個(gè)月的隨訪中，患者愈合部位皮膚彈性好，排尿和性功能影響不大，對(duì)勃起的長度和性功能感到滿意。陳彬等[14]通過臨床對(duì)照研究認(rèn)為，人工真皮聯(lián)合自體刃厚皮移植是修復(fù)全層皮膚缺損創(chuàng)面的一種新的簡單有效方法，效果優(yōu)于單純中厚皮片移植。筆者認(rèn)為，治療此類創(chuàng)面必須結(jié)合病情評(píng)估創(chuàng)面血運(yùn)，徹底清創(chuàng)，及時(shí)清除失活組織，必要時(shí)可聯(lián)合NPWT對(duì)組織清創(chuàng)進(jìn)行加強(qiáng)、改善局部缺血、促進(jìn)間生態(tài)組織恢復(fù)活性、促進(jìn)肉芽組織生長[15]，然后再植入人工真皮。

3 人工真皮修復(fù)肌腱、骨外露創(chuàng)面

肌腱、骨外露創(chuàng)面是創(chuàng)面修復(fù)中的難點(diǎn)，往往遷延不愈造成慢性難愈性創(chuàng)面。常見于嚴(yán)重?zé)齽?chuàng)傷、Ⅳ期壓力性損傷、腫瘤切除后創(chuàng)面等。這類創(chuàng)面通常周邊血運(yùn)差，伴隨大量壞死組織附著，若處理不當(dāng)，可能會(huì)造成肌腱壞死、骨髓炎等并發(fā)癥，傳統(tǒng)的治療方法有(肌)皮瓣治療。當(dāng)肌腱、骨外露面積較小，或病人條件不允許行皮瓣移植時(shí)，應(yīng)用人工真皮修復(fù)基本能達(dá)到相同的修復(fù)效果，且供區(qū)損傷小，受區(qū)外觀臃腫情況一般，減少了患者的身心痛苦。在治療此類創(chuàng)面過程中，可Ⅰ期對(duì)創(chuàng)面進(jìn)行徹底清創(chuàng)，注意盡量保留健康肌腱功能，去除壞死骨質(zhì)，無死骨或異物殘留，待創(chuàng)面清潔后再行人工真皮覆蓋。不少學(xué)者通過使用NPWT促進(jìn)創(chuàng)面基底肉芽生長，減少肌腱、骨外露面積，并促進(jìn)人工真皮血管化、提高人工真皮植入成活率[16]。杜偉斌等[17]通過三步序貫法治療四肢皮膚軟組織缺損合并骨或肌腱外露創(chuàng)面，有步驟地Ⅰ期清創(chuàng)聯(lián)合NPWT、Ⅱ期人工真皮覆蓋、Ⅲ期2～3周后類真皮組織上移植自體刃厚皮，此方法有效降低患處肌腱粘連的發(fā)生率，加速肉芽組織新生，提高皮片移植的成活率，愈合后功能性和美觀性良好，獲得了滿意的結(jié)果。使用人工真皮同樣可作為關(guān)節(jié)外露創(chuàng)面組織瓣移植的輔助方法，通過清創(chuàng)后植入人工真皮改善創(chuàng)基條件，提高皮瓣成活率。需要注意的是，骨外露創(chuàng)面植入人工真皮后往往血管化時(shí)間較長，其血管化過程主要起源于創(chuàng)周正常組織或鉆孔后的松質(zhì)骨血供，對(duì)于大面積骨質(zhì)外露患者需嚴(yán)格掌握適應(yīng)證，可在外露骨質(zhì)表面鉆孔后植入人工真皮，有時(shí)需要多次植入人工真皮完成血管化并覆蓋裸露骨質(zhì)；對(duì)于關(guān)節(jié)腔開放的創(chuàng)面，因關(guān)節(jié)液滲出，會(huì)導(dǎo)致人工真皮難以成活，需慎用人工真皮。

4 人工真皮修復(fù)瘢痕松解創(chuàng)面

瘢痕(包括增生性瘢痕、瘢痕疙瘩、萎縮性瘢痕和瘢痕癌)是燒創(chuàng)傷修復(fù)后常見的一種并發(fā)癥，其主要原因是真皮層的缺失使成纖維細(xì)胞過度增值，造成膠原纖維粗大，無序排列，表現(xiàn)為患處皮膚形態(tài)雜亂以及功能受限，久而久之易并發(fā)瘢痕潰瘍，甚至癌變可能，嚴(yán)重影響了患者、心理及身體健康[18]。瘢痕的防治一直是醫(yī)學(xué)界的難題，常見的治療方法有外力壓迫、硅酮類制劑、皮質(zhì)類固醇類藥物、激光、手術(shù)治療等，但療效多不盡如人意。真皮層的缺失是瘢痕增生的關(guān)鍵，理想的組織修復(fù)方法是增加真皮組織厚度，人工真皮的出現(xiàn)推動(dòng)了瘢痕預(yù)防及修復(fù)取得重大進(jìn)展。不少學(xué)者使用人工真皮聯(lián)合自體刃厚皮移植修復(fù)各種瘢痕松解后的皮膚缺損創(chuàng)面，治療效果滿意，而且減輕了供皮區(qū)瘢痕增生。尹詩璐等[19]發(fā)現(xiàn)，人工真皮作為真皮再生支架，誘導(dǎo)真皮重建，可有效解決真皮缺失引起的創(chuàng)面修復(fù)難題，能抑制瘢痕收縮，還能有效降低瘢痕切除修復(fù)后的瘢痕發(fā)生。楊力等[20]使用人工真皮聯(lián)合自體刃厚皮片移植治療11例關(guān)節(jié)部位瘢痕松解創(chuàng)面，隨診6個(gè)月至2年，關(guān)節(jié)活動(dòng)、皮膚彈性、耐磨性改善，局部外觀畸形、瘙癢癥狀明顯減輕。瘢痕防治理念應(yīng)該貫穿創(chuàng)面治療的全過程，應(yīng)該堅(jiān)持早期、聯(lián)合、充分的治療原則[21]。對(duì)于瘢痕增生和(或)攣縮明顯的患者，應(yīng)用人工真皮材料修復(fù)手術(shù)切除松解后的創(chuàng)面，可改善患處外觀和功能，防止瘢痕反復(fù)破潰及惡變。瘢痕松解后應(yīng)嚴(yán)格止血、適當(dāng)限制關(guān)節(jié)部位活動(dòng)，防止出血及人工真皮挪動(dòng)影響人工真皮成活。

5 人工真皮修復(fù)糖尿病足潰瘍創(chuàng)面

糖尿病足是因糖尿病周圍神經(jīng)、血管病變及局部感染等因素引起的常見并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為足部皮膚潰瘍、壞疽或深部組織感染壞死。糖尿病足發(fā)病率高，疾病進(jìn)展快，治療周期長，修復(fù)困難，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，為近年來研究的熱點(diǎn)。糖尿病足潰瘍創(chuàng)面往往表現(xiàn)為“外小內(nèi)大”，足表面?zhèn)谛《畈拷M織感染壞死嚴(yán)重，經(jīng)反復(fù)清創(chuàng)后容易形成竇道和局部組織大量缺損，人工真皮的出現(xiàn)，解決了如何填補(bǔ)組織缺損的難題。對(duì)于竇道或深部組織缺損創(chuàng)面，待創(chuàng)面清潔，創(chuàng)周無感染，使用單層人工真皮(膠原海綿層)填充，表面可使用雙層人工真皮覆蓋，待人工真皮血管化形成類真皮組織后，再行植皮或縫合閉合創(chuàng)面[22]。TSUI等[23]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，使用人工真皮為糖尿病足潰瘍的愈合提供了合適的支架和微環(huán)境，積極的創(chuàng)面床準(zhǔn)備和合適的人工真皮植入時(shí)機(jī)可增加治療成功率，最終加速糖尿病創(chuàng)面的直接愈合或?yàn)槔^發(fā)植皮做好準(zhǔn)備。李日紹等[24]使用人工真皮可大大提高糖尿病足潰瘍修復(fù)成功率，縮短了創(chuàng)面愈合時(shí)間，并且形成的新膠原蛋白與正常真皮膠原蛋白沒有區(qū)別，可改善患者生活質(zhì)量。但治療糖尿病足時(shí)必須嚴(yán)格控制血糖、嚴(yán)控創(chuàng)面感染，改善血管、神經(jīng)等并發(fā)癥，防止足部感染壞死加重，以免影響人工真皮成活及創(chuàng)面生長愈合。

6 人工真皮修復(fù)其他慢性難愈性創(chuàng)面

慢性難愈性創(chuàng)面目前尚未形成統(tǒng)一的定義，通常指因各種原因?qū)е聞?chuàng)面經(jīng)久不愈。包括代謝性(糖尿病、痛風(fēng))、外傷性、壓力性(壓瘡、褥瘡)、血管性(動(dòng)脈、靜脈)、癌性、放射性、藥物性、感染性創(chuàng)面等[25]。隨著人口老齡化不斷加劇，慢性難愈性創(chuàng)面發(fā)病率不斷呈現(xiàn)增高，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，臨床治療困難，不僅給患者及家庭帶來了無盡的痛苦，也給社會(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。近年來，關(guān)于治療難愈性創(chuàng)面的新方法有生長因子、負(fù)壓創(chuàng)面治療技術(shù)、組織工程技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)、基因治療技術(shù)等[26]。慢性難愈性創(chuàng)面大多基底及創(chuàng)周血運(yùn)不良，反復(fù)清創(chuàng)、擴(kuò)創(chuàng)后皮膚組織嚴(yán)重缺陷又影響了難愈性創(chuàng)面愈合的過程和質(zhì)量，人工真皮作為新的組織工程材料，來源廣泛，操作簡單，在治療慢性難愈性創(chuàng)面的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)正在不斷增加。MORIMOTO等[27]使用開孔雙層人工真皮聯(lián)合NPWT修復(fù)小腿靜脈潰瘍創(chuàng)面，利于傷口滲出液從開孔處排出，同時(shí)，持續(xù)的負(fù)壓吸引治療通過開孔可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和增殖，再通過二期移植自體網(wǎng)狀刃厚皮封閉創(chuàng)面，臨床效果滿意。ROMANO等[28]在對(duì)20例原發(fā)性頭皮腫瘤切除后的頭皮缺損創(chuàng)面上植入人工真皮，短期內(nèi)顱骨得到類真皮組織覆蓋，防止了延遲愈合，避免了干擾腫瘤后期隨訪。董博等[29]使用人工真皮聯(lián)合NPWT修復(fù)骶尾部壓力性損傷創(chuàng)面，未行皮瓣轉(zhuǎn)移及植皮，26位患者全部愈合良好，隨訪效果滿意。對(duì)于慢性竇道創(chuàng)面，沿壞死腔徹底清除壞死組織至新鮮創(chuàng)面，可使用單層人工真皮填塞修復(fù)，但應(yīng)去除竇道原發(fā)病因，且生理腔道禁用。值得注意的是，人工真皮不能取代外科清創(chuàng)，植入人工真皮前需徹底清創(chuàng)；慢性創(chuàng)面是全身疾病在局部的一種損傷形式，治療慢性難愈性創(chuàng)面時(shí)需要改善全身情況，積極對(duì)癥處理原發(fā)基礎(chǔ)疾病。

7 人工真皮的優(yōu)缺點(diǎn)

人工真皮在燒傷與創(chuàng)面修復(fù)科中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其優(yōu)勢(shì)有：1)作為真皮支架結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)真皮組織生長，薄的刃厚皮片移植也可有中厚皮或全層植皮相當(dāng)?shù)闹委熜Ч?，即?fù)合皮的治療效果與中厚皮或全層皮的相當(dāng)；2)人工真皮可用于組織缺損大、肌腱、骨骼外露創(chuàng)面和多種難愈性創(chuàng)面的治療，一定程度上可代替皮瓣等損傷較大的修復(fù)方式，為修復(fù)創(chuàng)面提供了新選擇；3)改善創(chuàng)面愈合后色澤、柔軟度、耐磨性等，保證肢體關(guān)節(jié)部位功能，提高患者的生活質(zhì)量；4)供皮區(qū)損傷小、愈合快、不留瘢痕；5)材料易獲得，手術(shù)操作簡單、風(fēng)險(xiǎn)小，減輕了醫(yī)生工作強(qiáng)度。作為組織工程結(jié)構(gòu)性支架材料，使用人工真皮最常見的并發(fā)癥是感染，需注意術(shù)中徹底清創(chuàng)，加強(qiáng)抗感染措施，適度裁剪，縫合緊密，使產(chǎn)品邊緣與創(chuàng)面充分貼附，適度加壓包扎，防止破壞支架結(jié)構(gòu)[30]。盡管人工真皮材料在創(chuàng)面修復(fù)上取得了很好的治療效果，但是，人工真皮仍存在高價(jià)格、有限抗感染性、血管化時(shí)間長、兩步法手術(shù)所需治療時(shí)間較長等缺點(diǎn)，且重建后的皮膚缺乏毛囊、皮脂腺、汗腺結(jié)構(gòu)，沒有免疫細(xì)胞、色素細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等，柔軟性、耐磨性也不如原來的皮膚，且遠(yuǎn)期效果仍需繼續(xù)觀察，這些一定程度上限制了人工真皮的使用。且使用人工真皮修復(fù)深度損傷創(chuàng)面后，創(chuàng)周仍有較明顯瘢痕。對(duì)豬、牛、馬等組織或蛋白過敏的患者，使用相應(yīng)動(dòng)物源性人工真皮需謹(jǐn)慎。未來研究的重點(diǎn)應(yīng)該是進(jìn)一步改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，制造更加完美的皮膚替代物，恢復(fù)天然皮膚的完整解剖結(jié)構(gòu)和生理功能[31]。

8 小結(jié)與展望

作為生物材料合成的真皮替代物，人工真皮本質(zhì)上是一種具有生物活性的供自體細(xì)胞生長爬行于其中的臨時(shí)性支架材料和可吸收敷料。使用人工真皮修復(fù)創(chuàng)面，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)低，操作簡單，明顯提高愈合后外觀和功能，瘢痕增生少，創(chuàng)面修復(fù)質(zhì)量高，其優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，是修復(fù)深度創(chuàng)面的重要方式之一?，F(xiàn)有的人工真皮材料無論是皮耐克亦或是蘭度，無論豬組織來源還是牛組織來源，都無法完全替代天然皮膚，未來的人工真皮材料應(yīng)具有更好的抗菌功能、機(jī)械強(qiáng)度、生物活性、生物相容性和可降解性。隨著皮膚組織再生技術(shù)進(jìn)步，人工真皮未來發(fā)展的方向應(yīng)該是通過整合支架材料，種子細(xì)胞和生物活性因子等，構(gòu)建更加完美的復(fù)合型人工真皮，如人工真皮聯(lián)合生長因子、富血小板血漿(PRP)，加速人工真皮血管化；人工真皮聯(lián)合皮膚干細(xì)胞，通過誘導(dǎo)使其分化形成免疫細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、毛囊細(xì)胞、汗腺細(xì)胞、色素細(xì)胞等，有望構(gòu)建功能更為齊全的皮膚；通過將活細(xì)胞與生物支架材料整合，在支架上逐層添加功能細(xì)胞和材料進(jìn)行三維(3D)生物打印，構(gòu)建真正意義上的人工皮膚等[32]。相信隨著組織工程學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的不斷進(jìn)步，燒傷與創(chuàng)面修復(fù)會(huì)變得更加簡單有效。