伸展作用后皮肤超微结构的变化

周黎安 郭树忠 李谆 艾玉峰 查元坤 鲁开化 高岚

摘要目的:观察伸展作用后皮肤超微结构的变化。方法:取4只体重约20kg的猪为实验动物,分别对伸展作用侧及对照侧皮肤标本进行扫描和透射电镜观察。结果:扫描电镜观察伸展皮肤的胶原纤维自身卷曲状态明显减轻,多数纤维沿着伸展力的方向排列,纤维未见断裂表现。透射电镜见伸展作用后表皮细胞层次增加,间隙增宽,真皮层胶原纤维排列整齐紧密,成纤维细胞功能活跃,胶原纤维结构未受损害。结论:皮肤伸展术是一种有效、安全的方法。

关键词皮肤伸展术 超微结构 扫描电镜 透射电镜

周黎安,男,1964年生,1992年第四军医大学口腔医学院硕士研究生毕业,1996年在医科院整形外科医院进修,现为解放军451医院美容整形外科主治医生,兼任本刊编辑,皮肤伸展器专利发明人,获军队科技进步三等奖一项,发表论文16篇,参编书籍二本。主持空军重点科研项目一项。

THE ULTRAMICROSTRUCTURAL CHANGES OF THE STRETCHED SKIN

Zhou LianGuo ShuzhongLi Zun et al

Depart of Plastic surgery, Chinese PLA 451 Hospital, (Xian710054)

AbstractObjective: The study was designed to investigate the ultramicrostructural changes of the s retched skin. Methods: On 4 Pigs, stretched skin was compared with non-stretched control skin from the opposite side of the animal. The specimens were observed with scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy(TEM). Results: The collagen bundles became more aligned and compact. This alignment was along the direction of the loading force applied to the skin. The collagen fiber was normal. The epidermal cell layers were increase. The distant between cells became large. More active fibroblasts with increased rough endoplasmic reticulum、 mitochodrion and intracellular pre collagen filaments were seen in stretched skin dermis. Conclusion: The skin stretching technique was a safe and useful technique in aiding the closure of large defects.

Key wordsSkin stretching techniqueUltramicrostructure Scanning electron microscopy(SEM) Transmission electron microscopy(TEM)

皮肤伸展术始于1976年,Barrer[1]等提出了固位桥装置,用于直接关闭伤口。以后陆续有人采用不同装置和方法使关闭的创面不断增大。近年来,该方法在国内、外受到普遍关注,认为是一种“有把握的关闭”(surecloser)方法[2～4]。为进一步研究皮肤伸展术的作用机理及安全性,本研究对伸展作用后皮肤超微结构的变化进行了观察,并与未伸展侧皮肤进行了比较。

1 材料与方法

1.1实验动物及伸展作用

选取4只体重20kg左右白色乳猪(第四军医大学实验动物中心提供),雌雄不限,3%戊巴比妥钠(美国Sigama公司)30mg/kg肌注麻醉后,侧胸、腹及背部肥皂水刷洗,术区皮肤常规消毒,在胸背部选择7cm×3.5cm的面积,长边为首尾方向(图1),在11.5kg力的作用下,两条短边相对牵拉至靠拢(图2),并用针固定保持5天后,在靠近短边的伸展皮肤取材,对照标本取自相应对称部位的皮肤。

2 标本制备和观察

2.1扫描电镜标本距短边0.5cm的伸展皮肤切取2mm×2mm×3mm的真皮组织,生理盐水清洗并用3%戊二醛固定24小时后,采用临界点干燥法干燥,真空蒸镀金属膜,S-550型扫描电镜(日本日立公司)观察。

2.2透射电镜标本位于距皮缘0.5cm处,切取1mm×1mm×2mm的伸展皮肤,放入0.1M的磷酸缓冲液配制的1%锇酸溶液固定24小时,用0.18M蔗糖缓冲液冲洗3次。再用1%锇酸溶液作后固定2小时。以后行丙酮脱水,环氧树脂812包埋,钻石刀切成约500nm厚的切片,5%醋酸酒精钠和硝酸铅染色。在JEM-2000EX型透射电子显微镜下观察和照相。

3 结果

3.1扫描电镜观察未伸展侧皮肤的胶原纤维明显呈卷曲状态,并表现为随机地定向排列,且互相缠绕(图3A)。伸展侧胶原纤维自身卷曲状态明显减轻,多数纤维沿着伸展力的方向平行排列,纤维表面光滑,未见纤维部分断裂或断裂表现。(图3B)

3.2电镜观察伸展作用后表皮细胞层次增加,基底细胞、棘细胞间隙明显增宽,细胞间的桥粒及基底细胞与基底膜之间的半桥粒减少,桥粒、半桥粒增宽结构模糊,棘细胞、基底细胞核浆比例增大,胞浆内线粒体和张力微丝增多,基底膜结构正常(图4A、B)伸展作用后真皮层胶原纤维束排列整齐紧密,胶原微原纤维横纹周期宽度与对照相比无明显差别(图5A、B、C)。成纤维细胞胞浆丰富,胞核及核仁大,胞浆内线粒体,粗面内织网,核糖体增多。线粒体轻度肿胀,粗面内织网扩大明显,细胞内可见许多前胶原丝(图6A、B),伸展作用后血管内皮细胞及神经纤维髓鞘结构正常(图7、8)。

4 讨论

有学者研究后认为,进行皮肤伸展的力不应超过3kg,为了证实皮肤伸展术对伸展皮肤超微结构的影响我们选择了较大的作用力11.5kg。以期观察到明显的异常变化。

观察结果可见,表皮层细胞层次明显增多,基底细胞棘细胞间隙增宽,细胞间桥粒增宽,结构模糊,棘细胞、基底细胞核浆比例增大,胞浆内线粒体和张力微丝增多,说明伸展刺激导致表皮细胞增生。有学者在研究扩张皮肤的变化时也观察到扩张时表皮细胞有丝分裂活动增加,表皮细胞层增厚[5～7],与伸展作用的结果相似。这是伸展作用增加皮肤面积的组织基础。

真皮层扫描电镜观察可见,胶原纤维自身卷曲状态明显减轻,多数纤维沿着伸展力的方向平行排列,但纤维表面仍光滑,未见纤维部分断裂或断裂表现;透射电镜显示胶原微原纤维横纹周期宽度、神经纤维髓鞘、血管内皮细胞与对照侧相比无明显差别。说明伸展作用没有损害神经血管及胶原纤维的结构。面积的增加并非为胶原纤维的延长,而是胶原纤维、纤维间组织液重新分布排列和部分新生组织共同形成。在真皮层,虽然观察到成纤维细胞有增生及胶原合成代谢增强表现。但在短时间内无法提供足够的胶原纤维,以弥补伸展使面积增加而导致的真皮变薄。在扩张术的研究中发现,扩张皮肤的转厚要在扩张结束后5周才能开始[7]。

Pasyk(1988年)对扩张后皮肤变化的长时间观察发现,扩张后皮肤立即变薄,治疗完成两年后皮肤厚度才能恢复正常[8]。研究表明伸展皮肤超微结构的变化与扩张术有相同之处,但伸展作用及后期恢复的动态过程有待进一步观察。

参考文献

1 Barrer S, Pavlides CA, Matsumoto T. Ldeal laparotomy closure, Comparison of retention sutures with new retention bridging devices. AmSurg,1976;40:582

2周黎安,桂斌,查元坤等.皮肤伸展器的研制及临床应用.中华整形烧伤外科杂志,1996;12:193

3 Liang MD, Briggs P, Hecker FR, etal. Presuturing a new technique for closing large skin defects; clinical and experimental studies. Plast Reconstr Surg, 1988;81:694～702

4查元坤,周黎安.皮肤伸展术的进展.中华整形烧伤外科杂志,1997;13:449～450

5 Squier CA. The stretching of mouse skin in vivo: effect on epidermal priliferation and thickness. Journal of lnvestigative Dermatology, 1980;74:68～74

6 Austad ED, Thomas SB, Pasyk K. Tissue expansion: dividend or loan? Plast Reconstr Surg, 1986;78:63～72

7 VanderKolk CA, McCam JJ, Mitchell GM. Changes in area and thickness of expan ded and unexpanded axial pattern skin flaps in pigs. Brit J Plast surg,1988;41:284～292

8 Pasyk KA, Argenta LC, Hassett C. Quantitative analysis of the thickness of human skin and subcutaneous tissue following controlled expansion with a silicone implant. Plast Reconstr Surg,1988;81:516

收稿日期1999—05—14

编辑/姜如蓉