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，其實施過程會對供區(qū)造成額外的損傷，且實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。

生理情況下的創(chuàng)傷愈合是一個復(fù)雜的、有多種相互作用的細(xì)胞及細(xì)胞因子參與的過程。愈合過程可人為地劃分為三個階段：（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，需要通過成纖維細(xì)胞的遷移分化來重新合成膠原纖維，以此修復(fù)受損的組織，在修復(fù)過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)胞的浸潤生長、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分化，形成新生真皮樣組織；同時支架材料自身逐漸降解吸收，最終為新生組織所取代。

膠原是哺乳動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，具有無毒、易吸收、生物相容性好、易加工等優(yōu)點；同時也存在如降解速度快、機械強度低等缺點。實際應(yīng)用中常采用物理及化學(xué)方法對膠原進(jìn)行交聯(lián)以提高機械強度，也可將膠原與其他材料相互復(fù)合對膠原進(jìn)行改性。同時，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源，對創(chuàng)面愈合過程中的細(xì)胞活動、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周支架材料被浸潤生長的各種細(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，相對于直接移植自體組織或CEAs，Integra?不僅簡化了治療流程、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)胞的浸潤生長、易于血管化，在治療大面積燒傷創(chuàng)面有著明顯的優(yōu)勢，同時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世。文獻(xiàn)報告中常見的有：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)面的個案報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 對各種類型皮膚缺損創(chuàng)面的治療 人工真皮的最初設(shè)計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)的皮膚潰瘍在保守治療下難于愈合，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個月無效，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月隨訪無復(fù)發(fā)。Jones等［3］于2013年進(jìn)行的一項綜合了17個隨機對照研究的系統(tǒng)評價結(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)外科治療法難于實施時的備選方法。

1.1.2 創(chuàng)傷及手術(shù)后皮膚缺損的治療 瘢痕、巨痣、紋身、腫瘤等病變在手術(shù)切除后及創(chuàng)傷造成的皮膚撕脫通常會造成難于直接拉攏縫合的大創(chuàng)面，通常需要通過自體皮膚移植或者軟組織擴張方法來治療。移植人工真皮為治療這類缺損提供了一個新的方法。目前為止，已有多名研究者的病例報告證實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；同時長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較輕、基底組織血運有一定保障，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嚴(yán)重，基底血運差、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，骨骼與肌腱作為運動系統(tǒng)的重要組成部分，其功能狀況對評價治療效果至關(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型及以上的開放性骨折）時，AD 在局部創(chuàng)面無法血管化［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。多個病例報告顯示：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 無細(xì)胞的人工真皮在移植后需要較長的時間（通常2～3周，最長可達(dá)36d）等待細(xì)胞遷入生長以完成支架的血管化，期間存在較高的感染風(fēng)險；同時需要二次手術(shù)移植表皮成分、延長了治療周期；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間、或者在移植人工真皮時能同時附帶表皮組分，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)愈合過程中的細(xì)胞活動，并在一定程度上改善創(chuàng)基血供，同時對創(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，減少血管化的時間。臨床實踐的結(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間、改善治療效果并緩解患者因局部制動造成的不適感。對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、附帶機械附著與制動效果，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因子的真皮基質(zhì)。臨床試驗證實，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。Apligraf?是由Bell等開發(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。在動物實驗與臨床試驗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，并且細(xì)胞來源及數(shù)量也受明顯限制。動物實驗［27］顯示：人Fb生成的膠原基質(zhì)（如AlloDerm?）較合成材料及動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］在研究中回顧了對慢性下肢潰瘍患者使用植入自體Fb的Pelnac的治療效果，證實復(fù)合自體Fb的復(fù)合真皮可有效治療難治性潰瘍創(chuàng)面。

傷口的愈合過程中，細(xì)胞的活動受到多種細(xì)胞因子的調(diào)控。成纖維細(xì)胞生長因子2（FGF-2／bFGF）可通過促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞與Fb的增殖來加速血管化及基質(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?；仡櫺匝芯匡@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)面給藥過程煩瑣，同時增加了感染、人工真皮脫落等并發(fā)癥的風(fēng)險。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)胞生長因子（VEGF）的Fb及表達(dá)血小板源性生長因子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，裸鼠實驗證實其可有效減少創(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，在使用過程中無需追加其余藥物。除bFGF 外，目前還有其他研究者嘗試將PDGF、VEGF等生長因子與AD 聯(lián)合使用，在動物實驗中取得了初步成果，但距臨床實用仍有距離。

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)胞生長于其中的臨時性支架物質(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全功能替代物，在柔韌性、機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)代謝以及感覺等主要功能。總體來說，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，未來將可獲得更有效的新一代人工皮膚替代物。

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