烧伤创面皮肤移植物的研究进展

杨雷钧，樊军，李小兵（天津市第一中心医院整形与烧伤外科，天津 300192）

皮肤覆盖着人体表面，作为天然屏障，保护着全身各种器官和组织，还具有调节体温、参与物质代谢、免疫反应等作用。大量的文献与临床研究证实，大面积烧伤患者皮肤缺损会引起机体许多并发症，例如休克、严重的水电解质紊乱、内脏并发症、烧伤感染、多脏器功能障碍等，而解决这个问题的关键是行皮肤移植封闭创面［1-2］。本文就近年来有关烧伤创面皮肤移植物的相关研究进展作一综述。

1 生物敷料

1.1 自体皮：迄今为止较为合适的烧伤创面覆盖物是自体皮，其不但具有良好的粘附性，同时无免疫原性与免疫排斥反应。当皮肤缺损超过总体表面积的30%以上，常因自体皮源不足，使得自体皮肤移植在应用上受到严重限制，往往需要其他皮肤代用品作为临时替代。

1.2 同种异体皮：随着医学发展，出现了许多皮肤替代物，如人工真皮、自体细胞膜片、复合皮等为自体皮源不足封闭创面的治疗提供了新的手段，但这些方法成本较高，且临床应用存在的问题还很多。按治疗大面积烧伤的经验来看，使用有活力的同种异体皮封闭创面仍然是最佳的选择。

1.2.1 背景：早在1872年，Reverdin 使用同种异体皮进行覆盖创面的尝试。此后，Brown等［3-4］报道了异体皮的临床应用，从而推动了异体皮的使用。1963年“大张异体皮开窗嵌入自体皮”首次在大面积烧伤患者救治中应用［5］，成功抢救了大量重症烧伤患者，被国际上誉为“中国法”。1985年积水潭医院在大面积烧伤患者救治中使用同种异体皮的微粒皮肤移植术，应用于大面积深度烧伤创面的修复取得良好的效果［6］，成为我国普遍采用的大面积切痂后植皮方法，大大促进了我国大面积烧伤救治水平的提高。

1.2.2 同种异体皮的采集：皮肤的来源主要是尸体，选择不是因肿瘤、严重病毒细菌感染或严重皮肤病引起死亡的尸体。取皮时间距离死亡时间，应在室温6 h以内，置于冰箱内不超过24 h。皮肤切取消毒后用取皮鼓修去皮下脂肪和部分真皮，皮片厚度在0.3～0.4 mm为宜［7］。关于皮肤消毒，朱兆明等［8］在对尸体皮的储存处理过程进行了细菌调查和活力对比，发现加强刷洗程度，延长刷洗时间（至10 min），并且以碘伏（0.03%）取代苯扎溴铵作为消毒剂可有效降低皮片的带菌率和带菌数量，而皮片的活力不受影响。

1.2.3 储存方法：早在1972年三○一医院首先成功建立了能应用于临床的皮库用于皮肤储存。现常用的贮存方法有以下。

1.2.3.1 4℃（普通冰箱）储存：储存温度约4℃，用生理盐水储存最好在3 d内用完，有研究表明3 d后活性下降至储存前的60%～70%，有普通冰箱的单位均可采用。用最优良的营养液，储存的有效时间也不能超过14 d［9］。

1.2.3.2 -20～-18℃（普通冰箱冷冻室）储存：将皮肤浸于抗冻剂内，先在4℃浸泡30 min，再放入-20℃内，一般在60 d内用完，最好是14 d［8］。

1.2.3.3 -80～-60℃ （深低温冰箱）储存：在储存温度-80～-60℃环境中，保存时间不超过一年。

1.2.3.4 -196℃ （液氮罐）储存：储存温度约-196℃，由于在-196℃环境下，代谢近乎于零，理论上可无限期保存皮片。储存时有慢冻法，是现将温度下降至-80～-60℃，维持12 h后放入液氮内，还有速冻（玻璃化）法，是选择适当抗冻剂浸泡30 min后迅速放入液氮内储存。玻璃化法是以极快的速度降温冷却，由于速度非常快，水分没有足够的时间形成冰晶即进入均匀的玻璃化状态。并可通过应用高浓度的低温保护剂迅速提高细胞内外液的黏度，使保存系统在相对较低的降温速率下达到玻璃化，从而使整个保存系统不形成冰晶或形成少量的冰晶而形成均匀的玻璃状态，因此减轻细胞内外冰晶对细胞的损伤。玻璃化储皮法可以永久保存皮肤，皮肤的活力维持在新鲜皮肤的70%左右，较以往慢冻储皮法活力平均提高了近20%［10-11］。

1.2.4 皮肤低温储存后抗原性的变化：研究表明，低温可以使细胞膜表面的蛋白质上的抗原决定簇发生变化，使皮肤内朗格汉斯细胞数下降，形态结构发生变化，从而使皮肤的抗原性降低，保存温度越低，抗原性越弱，移植后存活时间越长［12-13］。

1.2.5 储存皮肤的复温：皮片从低温容器中取出后，需要复温到0℃以上皮肤完全软化后才能使用。而在解冻过程中，细胞内外压力有较剧烈的变化，尤其当温度升高到-30℃～0℃的范围时，细胞内外的冰晶有溶化后再结晶的反复过程，又可引起对细胞的损伤。所以复温的速率越快越好，以缩短皮片在此阶段的停留时间。Berggren等［14］报道当储存温度低于-120℃以下时，储存细胞内的水分就不再形成冰晶，高于此温度，则会再度出现冰晶，并对细胞产生挤压作用。Leden等［15］报道，用速冻法储存的组织应置于37℃～45℃水浴内复温，复温速率尤其要快，否则会再次形成冰晶对组织产生损害。朱兆明等［16］认为45℃水温复温可以使皮片维持较高活力，并设计了专用的恒温水浴。目前认为，低温储皮的最有效方法就是速冻玻璃化储存加快速复温。

1.2.6 同种异体皮的生物学作用：高俊明等［17］研究报到异体皮覆盖创面后局部感染明显减少。刘艳山等［18］在异体皮作为烧伤创面皮肤覆盖物的研究中发现异体皮可以为烧伤创面提供了一个较好的皮肤屏障功能，防止水蛋白质的丢失，避免烧伤创面基底的干燥、过湿，阻止创面进一步的加深与坏死组织形成，提高了局部的抗感染能力。近年来有研究表明，异体皮覆盖烧伤创面后可以分泌TNF、VEGF等细胞生长因子，同时异体皮可分泌纤维结合蛋白、黏连蛋白与弹力蛋白，这些细胞因子与蛋白在烧伤创面中具有调节创面愈合的作用［19］。大面积烧伤的患者，由于免疫功能相对低下，异体皮排斥反应的发生相对较晚，保护创面有利于自体皮的生长爬行，同时为供皮区的的生长争得了宝贵时间，使供皮区可多次应用，相当于增加了自体皮源的供应。

1.3 异种皮

1.3.1 猪皮：猪与人有较高的同源性，猪皮来源广泛、价格低廉，其在烧伤创面的临时应用极为广泛，主要表现在其胶原蛋白的结构、含量等生物学方面均与人体皮肤作用的高度一致性，促进生态组织的恢复，减轻患者的疼痛，加速皮肤附着的形成［20-21］。

近年来大量的临床研究证实，猪皮制成的脱细胞真皮基质移植后，患者无法在其内建立血液循环，该类型敷料的缺点是：① 不包含表皮，不具备完整的皮肤结构，贴敷于创面后一侧真皮基质直接暴露在空气中，易干燥脱水，去除时困难。② 在脱细胞及灭菌消毒过程中，失去细胞活性，无细胞成分，细胞不能分泌生长因子等改善创面修复的微环境。临床中采用猪皮加工制成的脱细胞真皮基质抗感染能力弱，较多用于早期新鲜二度烧伤创面，在烧伤后期的肉芽创面或有坏死组织存在的残余创面则很少应用，容易引起皮下积液积浓，引起感染。

1.3.2 青蛙皮：青蛙是一种两牺动物，青蛙皮取材、制备均较容易，青蛙皮获取较为容易，成本要比猪皮便宜许多。青蛙皮具有细嫩、细胞鲜活、更容易促进创面残留上皮细胞和皮肤附件细胞的增殖生长,生物学研究表明，活体蛙动手术在未进行任何消毒的情况下，青蛙的内脏、皮肤均不容易发生感染，提示青蛙皮有较强的抗感染物质。青蛙皮是一种活性物质，本身具有抗细菌和促进结痂的作用，其与大蒜等作基料合成的敷料，可用于烧伤创面，但必须低温保存［22］。与猪皮相比，青蛙皮覆盖深度烧伤创面，可以减少深度创面愈合天数，减少创面感染发生率，增加细菌转阴比率，最主要的是排斥反应小。

1.3.3 羊膜：羊膜富含大量的纤维蛋白原，外层由少量的疏松结缔组织构成，内层主要包含上皮细胞组织，表面光滑，含由大量的胶原、糖蛋白、透明附着蛋白、蛋白多糖成分，有利于细胞的快速增长与繁殖［23-24］。羊膜具有以下优点：① 有研究发现，羊膜的基底膜内包含有Ⅳ型胶原，Ⅳ型胶原具有延长接种其上的上皮细胞生长寿命，并保持其表型［25］，因此可以促进上皮细胞的较快生长，进一步促进烧伤创面的愈合；② 羊膜孔隙数小于细菌的孔隙数，因此大多数细菌不易通过，羊膜覆盖烧伤创面后，减少创面局部水分蒸发，同时羊膜与创面黏附紧密，进一步减少了创面感染的因素；③ 既往大量文献报道证实，羊膜的排斥反应较小，未见文献报道因急性免疫排斥反应而致羊膜脱落；④ 转化生长因子、成纤维细胞是瘢痕形成的重要因素之一［26］，然而羊膜中富含抑制二者的重要因素，因此羊膜可减轻创面瘢痕的形成，羊膜因为生物学特性决定质脆，用在活动部位创面易破损、不耐压，当创面渗出液增多时易发生溶解，防止水分蒸发的性能差；⑤ 羊膜具有来源广泛的特点，同时制作成创面覆盖物时工艺简单。

1.4 组织工程复合皮肤（tissue engineering compositeskin，TECS）：TECS主要是将培养的角质形成细胞膜片和不同的真皮基质在体外或体内构建成为具备全层结构的皮肤，以达到修复创面、减少挛缩和瘢痕增生，改善修复后外观和提高生理功能的目的［2，27］。目前大多是将异体成纤维细胞接种于牛Ⅰ型胶原中并覆盖异体KC膜片，但由于排斥反应，只能作为暂时皮肤替代物。近年来研究发现，其设计以胶原海绵为基质模拟真皮支架，接种自体KC和Fb，也可以获得良好的效果，Permaderm目前仍处于实验研究阶段［28-29］。临床应用TECS移植修复各种创面通常采用两步法，首先将真皮支架移植于创面，3周左右待完全血管化，后再移植自体刃厚皮片或KC膜片，通过上述操作可以提高移植成功率。

2 生物合成材料

近年来随着材料科学和工程技术的发展，高分子生物可降解材料逐渐被应用于TECS的构建，以聚羟基乙酸等为代表，拟人体真皮构建的三维支架，可以引导修复细胞增殖、迁移，同时随着材料的缓慢降解，逐步被自身修复细胞和细胞外基质取代而完成创面的修复［2］。人体细胞与合成支架材料的相互作用不同于自然情况下体内细胞和细胞外基质间的作用，支架材料的成分、孔隙率及大小、降解速率和降解产物等直接影响细胞的黏附、增殖、迁移和分化。由于这些材料多是疏水性，无法提供修复细胞的黏附位点，影响了真皮的修复和重构。因此，一些生物蛋白分子例如整合素结合受体RGD 水凝胶等被整合入支架材料内，用以增加细胞与材料的黏附性。

总之，救治大面积烧伤的关键措施是去除创面坏死组织并及时封闭创面。皮肤替代物在封闭烧伤创面中显的尤为重要。然而，迄今为止烧伤创面皮肤移植物都存在不同程度的感染、免疫排斥反应。但随着对组织工程学与免疫学的深入研究，理想的组织皮肤覆盖物将会为烧伤救治带来突破性进展。